Сварка металлических труб: особенности выполнения работ

Сварка труб: стыковка и сварные соединения по ГОСТ

Монтаж магистралей любого назначения из трубопроката производится чаще всего с помощью сварочных работ. Причём сварка труб в домашних условиях может производиться двумя способами:

При этом оба вида сварки можно поделить на категории:

• Пластическая (сварка давлением);
• Сварка плавлением металла электрода и припоя.

К каждому из методов соединения металла предъявляются определенные требования, которых стоит придерживаться для получения высокого качества сварного шва.

Важно: сварочные работы производят в основном промышленным швом, который соответствует СНиП III-Г.9—62. Соблюдение норм и правил позволяет поучить шов высокого качества. При выполнении работ в основном используют автоматическое или полуавтоматическое оборудование.

Сварка дуговая электрическая

Этот тип соединения трубопровода выполняется при переменном или постоянном токе

Этот тип соединения трубопровода выполняется при переменном или постоянном токе.

Так, если речь идет о сварке труб при использовании постоянного тока, то к свариваемой трубе подсоединяют плюсовой провод, который подключен параллельно к плюсовому полюсу сварочного аппарата. А второй провод подключают к электроду и минусовому полюсу оборудования.

Такая сварка называется сваркой с прямой полярностью. Если де провода соединяются в обратном (противоположном) порядке, то такое выполнение работ называют сваркой с обратной полярностью.

Важно: с точки зрения экономической выгоды более удобной считается дуговая сварка при переменном токе. В этом случае происходит меньшее потребление электроэнергии. Кроме того в этом случае обслуживание оборудования является более простым в отличие от ухода за оборудованием постоянного тока.

Принцип такого способа соединения заключается в непрерывном горении дуги, которая формируется между электродом и плавящейся кромкой металла. При горении души формируется постоянная температура около 3500 градусов по Цельсию. Благодаря этому металл трубопровода плавится и заполняет собой зазор между двумя элементами свариваемой магистрали.

Важно: при сварке движение электрода происходит сначала по направлению к зазору, потом вдоль него или поперек зазора. В результате получается ровный сварной шов товарного вида.

Стоит знать, что в зависимости от толщины стенок трубопровода зависит глубина (количество слоёв) сварного шва. Согласно ГОСТ сварной шов следует выполнять в такое количество слоёв:

• Для трубы со стенками до 3 мм формируют шов в один слой;
• Для трубопровода со стенками 4-5 мм шов делают в 2 слоя;
• Труба с толщиной стенок 6-9 мм — шов в три слоя;
• Толщина стенок 10-12 мм — шов толщиной в 4 слоя;
• Стенки 13-15 мм — шов в 5 слоев.

Соответствие рабочего места сварщика по ГОСТ

Оператор, выполняющий соединение трубопровода при помощи сварки должен иметь хорошо оборудованное рабочее место

Оператор, выполняющий соединение трубопровода при помощи сварки должен иметь хорошо оборудованное рабочее место. На нём должны находиться все инструменты и комплектующие для выполнения качественной сварки:

• Сам сварочный аппарат;
• Ящики для электродов и огарков;
• Зубило и молоток для снятия шлака со сварочного шва;
• Гибкий сварочный кабель нужного сечения, качественно изолированный.
• Защитный костюм, рукавицы и шлем.

При этом стоит знать, что маска изготавливается из фанеры или специальной фибры, что позволяет защитить лицо и глаза от ультрафиолета, брызг расплавленного металла и инфракрасного излучения.

Вес защитной маски составляет около 600 гр. в области глаз оператора располагается светофильтр, покрытый снаружи обычным стеклом.

Такая вставка защищает глаза оператора от вредного излучения, образуемого при сварке.

Помимо перечисленных инструментов и костюма сварщик должен иметь электродержатель, который по ГОСТ должен соответствовать таким параметрам:

• Вес — не более 0,5 кг;
• Изоляция от тока;
• Иметь защиту от перегрева в условиях длительного применения;
• Кроме того, хороший электродержатель позволяет менять электроды под любым углов в процессе выполнения работ.

Выбор электродов

Качество сварки полностью зависит от правильно подобранных электродов

Качество сварки полностью зависит от правильно подобранных электродов. Грамотный выбор электрода позволяет получить надёжный и герметичный шов, отвечающий установленным стандартам.

По типу стали, для которой применим электрод, его можно поделить на такие типы:

где буква Э означает слово «электрод», а число обозначает временное сопротивление металла трубопровода на разрыв при образовании шва.

Кроме того, стоит знать, что диаметр электрода также подбирается в зависимости от толщины стенок трубы.

Газовая сварка

Принцип выполнения газовой сварки заключается в формировании пламени от смеси кислорода и ацетилена

Этот способ соединения трубопровода рекомендовано по ГОСТ применять в том случае, если металл элементов для сварки имеет толщину стенок меньше, чем 3,5 мм и внутренний диаметр до 8 см. Обусловлено это тем, что газовая сварка менее травматична для металла (механическое воздействие на металл) ниже, чем электродуговая сварка. Кроме того, металл, расплавленный в результате газового сварного соединения, имеет меньшую вязкость и коэффициент удлинения.

Принцип выполнения газовой сварки заключается в формировании пламени от смеси кислорода и ацетилена. В результате пламя плавит металл трубопровода и специальной присадки, которая используется для формирования сварного шва.

Важно: стоит знать, что пламя газовой горелки способно прогревать металл на ширину, в 2,5-3 раза больший, чем глубина сварного шва.

Согласно СНиП газовая сварка труб выполняется только в хорошо проветриваемом месте, поскольку испарение газов при сварке негативно действует на здоровье оператора.

Качество сварного шва по ГОСТ

При проведении соединения труб методом сварки любого типа стоит контролировать качество шва

При проведении соединения труб методом сварки любого типа стоит контролировать качество шва. Такой процесс позволяет своевременно выявить дефекты сварных соединений и предотвратить разгерметизацию трубопровода. Контроль, согласно ГОСТ, проводят несколькими способами:

• Визуальный осмотр сварного шва на всех стадиях его формирования. Так, при визуальном осмотре следует выявлять наличие свищей, трещин и прожогов в металле. В случае обнаружения таких дефектов трубопровод переваривают заново, предварительно срезав некондиционный участок.

Важно: участки стыков, проваренные заново и подвергавшиеся исправлению, подлежат обязательным физическим испытаниям.

• Механические испытания сварки труб над сформированным швом и соединением труб. В этом случае сварной шов проверяют на растяжение, загиб, ударную вязкость или растяжение в зависимости от назначения магистрали. Чтобы проводить механические испытания полученного шва оператор во время сварки должен параллельно выполнять сварку пробных стыков. Именно они потом служат образцами для проведения механического контроля.

Важно: подобным методом проверяют качество сварки только на тех магистралях, которые подведомственны организациям Госгортехнадзора. При этом испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 6996—54.

• Физический способ контроля сварки труб, подразумевающий использование рентгена, гамма-лучей, ультразвуковых волн и пр. Такие способы испытаний также выполняют только на трубопроводах особого назначения. В этом случае полученные швы подвергают просвечиванию рентген-лучами с целью выявления внутренних трещин, пор, шлака. При этом следует знать, что существую не только промышленные рентген-установки, но и мобильные, для выполнения физического контроля в монтажных условиях. Подобным образом и в этих же целях используют и гамма-лучи. При проникновении через сварной шов луч откладывает свой отпечаток на плёнку с внутренней стороны соединения. И если обнаружены недочеты и дефекты в сварном соединении, то плёнка в этих местах будет более тёмной. Физическая проверка проводится в соответствии с ГОСТ 7512—55. При этом отбраковке подлежат участки трубопровода с такими дефектами в соединении:

1. Трещины любой формы и размера;
2. Наличие шлака в сварном шве и пор, количество которых превышает 10% толщины стенки трубы;
3. Наличие непровара в соединении, если его объем составляет от 15% и более толщины стенки металла.

Важно: исправлять дефекты в сварки труб можно только в том случае, если при диаметре трубы до 100 мм площадь трещины (дефекта) составляет до 20 мм, либо при сечении магистрали больше 100 мм площадь дефекта до 50 мм. В остальных случаях соединение должно быть удалено, а стык заваривается по новой.

• Пневматические и гидравлические испытания.

Важно: в некоторых случаях (в зависимости от назначения трубопровода) сварка труб может проверяться на коррозийность.

Источник: https://vodakanazer.ru/truboprovod/svarka-trub.html

Технология проведения сварки неповоротных стыков труб

Производится сварка неповоротных стыков труб в зависимости от их положения при сварке и угла наклона. Существует несколько направлений, предусматривающих различные технологии сварки. Выделяется 3 вида сварки, определяемой расположением трубы:

1. Вертикальная.
2. Горизонтальная.
3. Под 45-градусным углом.

Схема сварки труб.

Поскольку размер толщины стенки трубы представляет собой определяющий момент при выборе способа сварки, то при толщине 12 мм потребуется осуществить сварку методом в 3 слоя. Каждый из них должен составлять не больше 4 мм. Знание особенностей проведения сварки неповоротных стыковых труб, определяемых углом наклона, является важным.

Техника безопасности

Сварка стыков труб с использованием газа, электричества и т.д. производится на подготовленных заранее площадках, которые оснащены соответствующим оборудованием.

Сюда можно отнести различные ширмы, щиты, которые позволяют создать защиту от электрической дуги.

Их необходимо располагать в соответствующем положении, позволяющем присутствующим в помещении людям, которые не принимают участия в сварке, быть полностью защищенными.

Осуществляется сварка труб с большим диаметром, масса которых более 20 кг, с использованием подъемно-транспортных механизмов. Проход к площадке для сварочных работ должен составлять не меньше метра. Уровень температуры в помещении должен быть не ниже +16°С. Обязательно должна предусматриваться вентиляционная система, а места должно быть достаточно.

Технологией проведения сварочных работ предусматривается обязательное заземление всех частей устройства, которые сделаны из металла. Корпус трансформатора и стол тоже должны быть заземлены. Провода и кабели сварочного устройства должны иметь изоляционное покрытие.

Если труба располагается по вертикали, то весь процесс сварки протекает по аналогии с формированием горизонтального соединения. Основное отличие связано с присутствием регулярной смены угла наклона электрода, если его рассматривать с учетом периметра шва.

Основными стадиями проведения сварки являются:

1. Процесс создания стыка путем сварки трубы, относящейся к корневому валику.
2. Формирование трех валиков, которые позволяют заполнять разделку.
3. Создание замка за счет начала и конца валиков.
4. Сварочные работы на лицевом слое.

Сварные стыки труб: а — поворотный, б — неповоротный, в — горизонтальный.

На первом этапе требуется создать стык, чтобы сформировать основу всей конструкции. Поэтому этот этап является наиболее важным. Подбор сварочного тока осуществляется в зависимости от толщины металла и размера расстояния зазора между концами трубы. Этот этап связан с созданием двух валиков, которые являются основными.

Чтобы создать стык на трубе, следует осуществить захват каждого основания стыка, используя второй корневой слой, сделав поправку в первом слое. Наклон работающего электрода функционирует в отношении уровня поверхности при положении «угол назад».

Обратный валик можно сформировать при качественной сварке деталей, которую выполняют электродами диаметром в 3 мм. Выбор тока для сварки осуществляют в минимальном или среднем диапазоне. При этом учитывается:

1. Размер толщины материала из металла.
2. Зазор между всеми кромками.
3. Толщина притупления.

Электрод должен обладать наклоном относительно направления проведений сварки, зависящим от степени проплавления корня шва. Длина дуги выдерживается следующим образом, если проплавление:

• недостаточное — длина короткая;
• нормальное — длина средняя.

Схема сварки неповоротных стыков труб.

Определение скорости сварочного процесса происходит с учетом объема самой сварочной ванны. Наибольшая полнота корневого валика соединения из металла способствует нахождению его в жидком виде долгое время.

Следовательно, будет наблюдаться наличие дефектов. Подбор скорости сварки должен осуществляться, чтобы создать качественный сплав каждой кромки, что позволит обеспечить валику нормальное состояние.

Для обработки металла соответствующей толщины при выборке и подварке, которые заложены, применение электрода (4 мм) является наиболее приемлемым. Если наклон электрода идет под аналогичным углом, как и при работе с корневым валиком, используется метод «угол назад». При этом скорость выбирают такую, которая позволяет оставить валик в нормальном состоянии.

Как правильно заполнить заделку

Началом для заполнения заделки служит низ кромки, являющейся площадкой. Это связано с применением способов сварки, которые являются более подходящими. Выполнение валика горизонтального соединения должно производиться при повышенном режиме. Расположение шлака влияет на метод сварки, то есть «угол назад» либо «под прямой угол».

Получают валик с наличием усиления, то есть «горбинки», что соответствует сварке в положении снизу для создания полочки, позволяющей осуществить сварку следующего валика при повышенных режимах. Второй корневой каталог обрабатывают, продвигаясь аккуратно, обрабатывая его с нижнего края электродом.

Технология сварки угольным электродом.

Начиная сваривать валик, который является третьим, выбирают уровень его полноты.

Важно, чтобы размер ширины разделки, которая является незаполненной между швом соединения и кромкой разделки сверху, не был слишком большим для четвертого валика либо слишком узким для двух валиков.

Чтобы заполнить разделку, необходимо сформировать еще 3 слоя-валика, что связано с заполнением основы сварочного шва и укреплением стыка. Проведение работ осуществляется с учетом прямого угла, а заполнение разделки происходит при высоком уровне скорости сварки. Это связано с более прочным скреплением слоев друг с другом.

Как правильно выполнить замки

На этапе выполнения замков производят завершение сварочных работ по созданию отдельных валиков. Сварку каждого из слоев-валиков завершают заступом на шов, который является основным. Расстояние должно составлять около 2 см. Выполненный замок представляет собой начальную точку любого валика, смещаемого от предыдущего на 0,5 см.

Завершающая стадия связана с лицевой сваркой. Образование узких слоев должно выполняться в результате наплавки на уровне горизонтального расположения, последний из которых позволяет получать наиболее плоскую поверхность. При выполнении сварки необходим режим высокой скорости.

Сварку валиков оканчивают с учетом проплавки в начале шва и захода на него.

Виды сварных швов.

При выполнении стыка каждый валик должен быть выполнен полностью с учетом всего периметра без обрыва. Смещение каждого замка, то есть начала слоя, должно осуществляться не меньше чем на 50 мм друг от друга.

Ведение многопроходного вида сварки труб с большой толщиной обычно выполняется спиралеобразно. Происходит уменьшение дефектности в результате сокращения числа замков, то есть начала и конца сварки.

Осуществляя подход к началу валиков, сварку останавливают с учетом расстояния, которое составляет не меньше 20 мм, считая от начала валика.

Если оно является слишком высоким, то его подрубают или стачивают.

Можно воспользоваться для подрубания валика способом, уменьшающим число замков, что даст возможность для выполнения качественного соединения по шлаку. Этот производительный способ начинают с начала валика.

Для этого делается задержка дуги, чтобы подплавить начало валика, зайдя на него с действующей электродугой, переходят на работы с последующим валиком с учетом предыдущего и т.д.

оканчивая каждый слой и переходя на новый.

Как производят горизонтальную наплавку

Таблица сварочных токов.

Если производят сварку неповоротных стыков труб в горизонтальном расположении, то использование данной технологии затруднительно, что связано с наличием настоящего навыка профессионала. Особую трудность представляет необходимость регулирования электрода и постоянного изменения угла его положения. Производится сварка труб в соответствии с тремя последовательными позициями:

1. Потолочной.
2. Вертикальной.
3. Нижней.

Для каждого конкретного шва подбирают свою величину сварочного тока. Для потолочного направления должен быть предусмотрен высокий уровень мощности. Процесс сварки на любом из этапов должен быть непрерывным, его правильно начинать с метода «углом назад», а заканчивать «углом вперед».

Сварка стыков труб, расположенных под углом в 45°

Особенность данного вида сварки труб связывают с пространственным положением шва с учетом определенного угла, для чего необходима универсальность, связанная с умением производить сварку. Создание первичного валика осуществляется с помощью электрода под углом в 90°.

Формирование шва связано с непрерывным заполнением второго валика. Заполнив основу, начинают проплавку первого валика. Трубу требуется зафиксировать, проведя сварку, постоянно применяя электрод, чтобы создать горизонтальные и вертикальные соединения. Лицевая сторона сварочного слоя не является плоской, если ее сравнивать с остальными.

Дуговую ручную сварку труб из металла в вертикальном соединении можно проводить по аналогии со сваркой в горизонтальном направлении. Основным отличием является метод, связанный с применением поступательного движения электрода. Это требует изменения угла наклона самого электрода ко шву, проходящему через всю длину периметра свариваемой трубы.

Источник: https://moyasvarka.ru/process/svarka-nepovorotnyx-stykov-trub.html

Сварочные работы при монтаже сантехнических систем

Ручная дуговая сварка трубопроводов из низкоугле­родистой, низколегированной стали и чугуна.

Сварка трубопрово­дов имеет свои особенности, обусловленные тем, что эти конструктивные элементы обычно работают под давлением, следствием чего являются высокие требования к качеству сва­рочных работ. Трубы под сварку выбирают по внутренним диа­метрам.

В одну группу объединяют трубы, имеющие расхожде­ние по внутреннему диаметру до 1 %, но не более 2 мм. Концы труб под сварку разделывают и обрабатывают — обрезают, сни­мают фаски механическим способом (резцом, фрезой или аб­разивным кругом). 

), после чего концы труб подготав­ливают к сварке. Торцы, скошенные кромки, а также приле­гающие к ним поверхности очищают от грязи, мас'ла и окали­ны. Перед сборкой необходимо проверить правильность под­готовки кромок и зачистить их до металлического блеска.

Подготовка под сварку предусматривает выправку деформировавшихся при перевозке концов труб, проверку формы, со­стояния и совпадения кромок, трубы центрируются, проверя­ется правильность выставленных зазоров.

При сборке стыков трубопроводов (или их секций) должно быть обеспечено пра­вильное фиксированное взаимное расположение стыкуемых труб и деталей, а также свободный доступ к выполнению сва­рочных работ. 

Трубы больших диметров можно взаимно фиксировать при помощи стяжечных приспособлений. Трубы небольших диа­метров (до 100 мм включительно) собирают с прихваткой и с полным проваром корня коренного шва.

Высота прихватки определяется толщиной стенок трубы и должна быть не менее 3 мм при толщине стенки до 10 мм и 5-8 мм при толщине стен­ки более 10 мм. Прихватку выполняют теми же электродами, которыми будут варить коренной шов.

К качеству прихватки предъявляются те же требования, что и к основному сварному шву. Если при внешнем осмотре прихватки обнаружены поры и трещины, ее удаляют механическим способом.

Допускается выполнять сборку труб из низкоуглеродистых и низколегиро­ванных сталей путем приваривания к ним технологических пластин или накладок, которые удаляют механическим спосо­бом по мере заполнения шва. 

При сварке поворотных стыков ось трубы располагают го­ризонтально или вертикально. Если вращение стыка затрудне­но, то сварку выполняют в два поворота. 

Стыки труб диаметром от 200 до 500 мм при сварке на стеллажах разбивают на 3-4 участка и сваривают снизу вверх, поворачивая каждый участок, располагая его вертикаль­но. Второй слой заваривают участками, равными половине длины окружности, сначала с одной, а затем с другой стороны стыка снизу вверх.

Последующие слои сваривают так же, как и второй слой, но с поворотом трубы на 180° или смещением на­чальной точки сварки на 50-60 мм от начала предыдущего слоя. 

Свариваемость и свойства сварных соединений во многом определяются составом чугуна и его структурой. Чугуны разли­чают по форме содержащегося в нем графита. Физические свойства чугуна указывают в его маркировке.

Механические свойства серому чугу­ну придает углерод, находящийся в несвязанном состоянии с кристаллами углерода пластинчатой формы. 

Высокопрочный чугун маркируют индексом «ВЧ». Графит в этом виде чугуна имеет шаровидную форму за счет введения маг­ния. Ковкий чугун маркируется индексом «КЧ».

Увеличение пла­стичности основного материала обусловлено длительным Отжи­гом чугуна, что придает графиту хлопьевидную форму и позволя­ет ему находиться в свободном состоянии.

Технологию, режимы и материалы сварки чугунных трубо­проводов подбирают в зависимости от вида чугуна и условий его эксплуатации. Сварку можно выполнять и холодным, и го­рячим методами.

При сварке чугуна возможны такие дефекты, как охрупчивание сварного соединения и образование трещин вследствие остаточных напряжений и деформаций. Образова­ние на поверхности сварочной ванны тугоплавких оксидов способствует появлению непроваров.

Для борьбы с этими яв­лениями применяют предварительный и сопутствующий по­догрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соедине­ния.

Процесс подготовки свариваемых поверхностей практически такой же, как в ранее рассмотренных вариантах, и включает в себя очистку деталей, разделку кромок и т.д. Для то­го чтобы в процессе сварки расплавленный металл не вытекал, сварку лучше выполнять в нижнем' положении с формовкой сварочной ванны. 

Сварку выполняют стальными, никелевыми, железно-нике­левыми, медно-никелевыми и медно-железными электродами. 

Газовая сварка трубопроводов. Прокладка трубопроводов диа­метром до 100 мм редко обходится без сварки. При газовой сварке трубы сваривают стыковыми соединениями с выпук­лым швом. Выпуклость шва зависит от толщины стенки и обычно находится в пределах 1-3 мм.

Трубы со стенками тол­щиной до 3 мм сваривают без скоса кромок, выдерживая стыкс зазором, равным половине толщины стенки трубы. При сварке труб с более толстыми стенками кромки разделывают, выпол­няя скос под углом 35-45°.

Острые кромки притупляют, чтобы они не оплавлялись при сварке. 

Сварку начинают с одной из точек и выполняют че­тырьмя участками, разделяющими периметр трубы на четыре равные части. В труднодоступных местах, где нельзя прибли­зить горелку к сварочному шву, выполняют сварку «с козырь­ком».

Для этого в трубе вырезают козырек, сваривают трудно­доступные места с внутренней стороны трубы, прикладывают козырек на место и заваривают остальные швы. 

Сварка трубопроводов из легированных и разнородных сталей. 

При изготовлении и монтаже технологических трубопроводов применяется свыше 40 марок легированных сталей. Обработка и сварка труб из этих сталей затруднены наличием легирующих элементов.

Для получения сварного соединения хорошего ка­чества необходимо правильно выбрать вид и способ сварки, сварочные материалы, режимы сварки, а также термическую обработку (предварительный и сопутствующий подогрев, вы­сокий отпуск и отжиг после сварки и т.д.).

При изготовлении и монтаже трубопроводов из легированной стали применяются ручная дуговая сварка, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, ручная и автоматическая аргонодуговая и полуавтоматическая и автоматическая в среде углекислого газа. 

При ручной дуговой сварке труб из легированных сталей чис­ло слоев сварного шва зависит от толщины стенки трубы и рас­положения шва в пространстве. Первые два слоя накладыва­ются электродами диаметром 2,5-3 мм, последующие слои — электродами диаметром 4 мм.

При сварке поворотных стыков сварочный ток равен 80-100 А для аустенитных электродов диаметром 3 мм и 100-120 А для электродов диаметром 4 мм; для перлитных электродов диаметром 3 и 4 мм — соответствен­но 100-120 А и 120-160 А. При сварке неповоротных стыков сила тока должна быть меньше примерно на 15 %.

Режимы сварки поворотных стыков под флюсом подбирают­ся исходя из диаметра свариваемых труб, толщины их стенки и свойств свариваемых материалов. Сварка ведется на постоян­ном токе обратной полярности. У труб со стенками толщиной До 20 мм все слои шва должны свариваться на одном режиме.

При толщине стенки труб более 20 мм после заполнения раз­делки скорость сварки уменьшают на 60-70 %. Коррозион­но-стойкие стали (хромоникелевые и хромистые) следует сва­ривать на минимальных режимах тока при максимально воз­можных скоростях. Диаметр сварочной проволоки при сварке под флюсом легированных сталей не должен превышать 2 мм.

В качестве сварочного оборудования при сварке под флюсом применяются полуавтоматы серии ПШ (ПШ-5, ПШ-54 и др.) или автоматы ТС-17М, ТС-35 и др. 

При руч­ной сварке диаметры вольфрамового электрода и присадочной сварочной проволоки должны примерно быть равны толщине стенки трубы (до 4 мм) или притуплению (при комбинирован­ной сварке).

Сварочный ток (А) в этом случае будет равен 40 диаметрам неплавящегося электрода (мм). Сварка ведется на переменном и постоянном токе прямой полярности при помо­щи любой серийной сварочной горелки (например, типа АР). 

Сварку плавящимся электродом рекомендуется использо­вать при толщине стенок трубы более 2,5 мм. 

Сварка неповоротных стыков может осуществляться на ав­томатах типа АТВ, АТ, ТАМ, ОКА и других с неплавящимся электродом. 

В среде углекислого газа могут свариваться хромоникеле­вые аустенитные стали (в основном жаропрочные), некоторые средне- и низколегированные стали. Сваривать трубы в среде углекислого газа можно автоматами типа ТСГ (например, ТСГ-7М) и полуавтоматами А-547У, ПДПГ-300, ПТВ, ПДПГ-500 плавящимся электродом диаметром 0,5-1,2 мм на постоянном токе обратной полярности. 

При полуавтоматической сварке швы могут накладываться во всех пространственных положениях. При толщине стенок труб 4-8 мм и диаметре сварочной проволоки 0,8-1,2 мм сва­рочный ток (для поворотных стыков) составляет 90-130 А при напряжении 18-22 В для аустенитных сварочных проволок. При сварке неаустенитными проволоками сварочный ток на 10 % выше. 

При сварке труб из легированных сталей любыми способа­ми необходимо учитывать следующие технологические особен­ности: 

• трубы из перлитных, мартенситно-ферритных и мартенситных сталей должны свариваться без перерывов. При вынужденных перерывах обязательно обеспечивают медленное и равномер­ное охлаждение металла, изолируя его любыми термоизоляци­онными материалами. Свободные концы труб при сварке должны закрываться во избежание образования тяги воздуха;
• сваренные стыки труб должны остывать медленно;
• в трубах из аустенитных сталей перед сваркой каждого после­дующего слоя предыдущий слой {или прихватка) должен пол­ностью остыть на воздухе;
• в процессе сварки поверхность труб защищают от попадания брызг расплавленного металла любым надежным способом. По окончании сварки стыки труб очищаются от шлака, брызг и окалины. Запрещается наплавка клейма.

В практике современного строительства нередко осуществ­ляется сварка труб из разнородных сталей, при которой соеди­няют различные по составу и структурному состоянию стали или сталь и металл шва, различающиеся по структуре.

Приме­нение аустенитных электродов для сварки неаустенитных ста­лей без последующей термической обработки допустимо при толщине стенок труб до 18 мм. Прихватка и сварка первых сло­ев, подварочного шва должны выполняться электродами диа­метром не более 3 мм.

Сварку следует проводить на умеренных режимах сварочного тока: 60-80 А при диаметре электрода 

Приварка фланцев к трубам. Плоские фланцы приваривают к трубам сварными швами двух видов. При давлении в трубо­проводе до 1 МПа фланцы приваривают без образования фас­ки на фланце (рисунок ниже, а). При этом высота шва составляет 5-10 мм в зависимости от диаметра трубы, а расстояние of тор­ца трубы до края фланца — на 1 мм больше.

Стальные плоские приварные фланцы

а — для труб с давлением среды 0,25-1 МПа; б — сдавлением 1,6-2,5 МПа

Приваривать фланцы к патрубкам рекомендуется в приспо­соблении, которое состоит из нижнего неподвижного фланца и верхнего, поворачивающегося на шарикоподшипнике. 

Патрубок с прихваченным фланцем устанавливают на при­способлении.

При образовании кратера сварщик плотно опи­рает электрод чехольчиком обмазки в стык свариваемых дета­лей, держа электрод с наклоном 40-45° к горизонтальной плоскости и плавно поворачивая верхний фланец левой рукой по мере плавления электрода.

Электрод остается неподвиж­ным, а шов образуется за счет поворачивания свариваемых де­талей. Сварка производится непрерывно, без обрыва дуги. Та­ким же способом сваривают внутренний шов. 

Сварка трубопроводов в условиях низких температур. При свар­ке трубопроводов в зимних условиях, когда температура на­ружного воздуха ниже -20 °С, необходимо выполнять следую­щие мероприятия. Перед стыкованием внутреннюю полость труб очищают от снега и льда, стыки труб тщательно просуши­вают. Место сварки защищают от ветра и снега. 

Прихватку труб нужно производить особенно тщательно. Прихватку можно заменить сплошной проваркой коренного слоя шва. Ручную дуговую сварку стыков выполняют только электродами Э42А или Э50А с основным покрытием или Э42 с газозащитным покрытием.

При дуговой электросварке при тем­пературе наружного воздуха ниже -10 °С на каждые 10 ° С пони­жения температуры силу тока увеличивают на 4-6 %.

Исправле­ние дефектов швов при низких температурах производится только с применением газовой резки (выплавкой) дефектных мест и заваркой их по еще теплому или подогретому металлу. 

При зимних наружных сварочных работах может возник­нуть необходимость предварительного подогрева, применение которого определяется маркой стали, ее толщиной и темпера­турой окружающей среды. Подогрев осуществляют газовыми горелками, нагревателями комбинированного действия, гиб­кими пальцевыми нагревателями, индукторами. При подогре­ве следует соблюдать равномерность нагрева сварочной зоны. 

Источник: http://ros-pipe.ru/tekh_info/tekhnicheskie-stati/montazh-i-remont-vodosnabzheniya-zhilykh-domov/svarochnye-raboty-pri-montazhe-santekhnicheskikh-s/

Особенности проведения подготовительных и монтажных работ при сварке полиэтиленовых труб

Основным и самым распространенным способом неразъемного соединения полиэтиленовых труб на сегодняшний день является сварка.

При проведении подготовительных и монтажных работ наибольшее количество отступлений от требований НД происходит при выполнении сварки соединительными деталями с закладными нагревателями.

По результатам исследований некоторых европейских производителей фитингов, до 40% некачественной сварки вызвано отсутствием или некачественной зачисткой труб перед сваркой, до 20% — чрезмерной зачисткой, до 6% — загрязнением в зоне сварки и от 6 до 9% — отсутствием позиционера при сварке.

Для сварки полиэтиленовых трубопроводов встык диаметром 63–630 мм рекомендуется использовать направляющие ролики, которые не только существенно упрощают монтаж, но и обеспечивают соосность труб, позволяют максимально снизить силу сопротивления трубы, а также сводят к минимуму риск наружных повреждений трубы и получения бракованного соединения.

При сварке труб газопровода с помощью соединительных деталей с закладными нагревателями следует учитывать требования СП 42–103–2003 по установке и закреплению концов свариваемых труб в зажимах позиционера (центрирующего приспособления) с одновременной посадкой детали с ЗН. Для сборки соединений труб, поставляемых в отрезках, рекомендуется использовать центрирующие хомуты и позиционеры. Для сборки стыков труб, поставляемых в бухтах или на катушках, рекомендуется использовать выпрямляющие позиционеры.

Позиционеры применяются как для фиксации труб в течение процесса сварки, так и во время охлаждения соединения собранного узла. Различают несколько видов позиционеров:

• для сварки муфт;
• для сварки тройников и отводов (на этих же моделях свариваются и муфты);
• для приварки ответвлений к седловым отводам;
• для приварки патрубков–накладок.

На прочность сварного соединения влияет несколько факторов:

• качество труб и соединительных деталей;
• строгое соблюдение технологии сварки;
• условия, в которых была произведена сварка;
• выбор сварочного оборудования и вспомогательных принадлежностей;
• квалификация сварщиков и специалистов.

Для обеспечения высокого качества монтажа полимерных трубопроводов необходимо использовать только современную сварочную технику; для быстрого и качественного строительства полиэтиленовых трубопроводов, кроме строительной техники и сварочного оборудования, необходим определенный набор вспомогательных инструментов и приспособлений, используемых как при проведении входного контроля и подготовительных операций, так и во время всего сварочного процесса. Данные приспособления выпускаются не только для обеспечения качества сварных стыков, но и в значительной степени для облегчения труда сотрудников строительных и эксплуатационных организаций.

Для выпрямления труб недопустимой продольной кривизны, мешающей качественной сборке (длинномерные, с барабана или бухты), если позиционер не позволяет выровнять их концы, можно использовать ручные или гидравлические выпрямители.

Если свариваемые концы труб имеют овальность больше 1,5 % наружного диаметра трубы или ≥ 1,5 мм, то для придания им округлой формы перед сборкой стыка используют инвентарные калибрующие зажимы, которые устанавливают на трубы на удалении 15–30 мм от сварочных меток.

Перпендикулярность среза должна проверяться металлическим угольником в двух перпендикулярных направлениях на торце трубы.

Для обрезки труб небольших диаметров рекомендуется использовать ножницы–секатор, а для труб диаметром > 63 мм — специальные гильотины, которые особенно полезны, когда работы производятся в траншее и подлезть под трубу для ее резки проблематично.

Для резки полиэтиленовых труб больших диаметров (до 1200 мм или даже 1600 мм) удобно применять цепные электрические пилы. Косо отрезанные концы полиэтиленовой трубы сокращают холодную зону фитинга, а это оказывает отрицательное влияние на качество сварного шва (неправильному распределению потоков тепла, чрезмерному расплавлению полиэтилена, проникновению расплава внутрь трубы, смещению витков электрической спирали и их замыканию, что приведет к остановке сварочного цикла или ослаблению сварного соединению и риску утечки).

Для снятия оксидного слоя на полиэтиленовой трубе применяют ручные скребки или механические зачистные устройства.

Это необходимо потому, что ультрафиолетовая часть спектра солнечного света, кислород и озон, содержащиеся в воздухе, приводят к окислению и изменению структуры полиэтилена на поверхности трубы.

Зачистка необходима для снятия окисленной пленки для того, чтобы обеспечить хорошее перемешивание расплава свариваемых поверхностей. Зачистка должна быть видимой.

В рекомендациях
фирм–производителей соединительных деталей для полиэтиленовых трубопроводов указывается, что необходимо равномерно удалить с образующей поверхности концов труб слой полиэтилена толщиной не менее 0,2 мм. После зачистки свариваемые поверхности труб, гладких деталей и детали с ЗН необходимо тщательно обезжирить.

Использование современного вспомогательного оборудования и высококачественных инструментов значительно уменьшает вероятность брака при сварке, ускоряет подготовительные операции, сокращает затраты, повышает культуру производства до нового уровня, соответствующего самым высоким мировым стандартам.

Источник: https://gazovik-gaz.ru/spravochnik/plastic-connect/mounting-preparations.html

Технология сварки труб разными методами: практические советы и рекомендации

В этой статье мы рассмотрим то, какова технология сварки труб большого диаметра с применением современного оборудования. Тема статьи представляет собой немалый интерес, поскольку повсеместно, время от времени проводятся ремонтно-восстановительные или строительные работы с заменой канализационных, водопроводных и отопительных систем.

При работе с магистральными трубопроводами не обойтись без методов сварочного соединения проводимого на больших диаметрах.

Опять же, тема, которая будет рассмотрена в статье, интересна, так как наряду с традиционными металлическими трубами, появились полимерные аналоги, соединение которых предполагает применением иных методов.

Тщательное проваривание шва для получения герметичного соединения

Поэтому, перед тем как рассмотреть основные способы сварки труб, рассмотрим основные модификации трубопроводов большого диаметра, которые можно сваривать воедино.

Конструкционные особенности трубопроводов большого диаметра

Стыковка полимерных труб в полевых условиях

Инструкция проведения сварочных работ во многом зависит от диаметра используемых труб. К трубам большого размера относятся изделия с внешним диаметром 530 мм и больше.

Такие изделия применяются в процессе строительства магистральных трубопроводов, предназначенных для транспортировки нефти, газа, воды, теплоносителя централизованной системы отопления и канализационных стоков.

Все трубы большого диаметра, пригодные для соединения посредством сваривания, можно подразделить на две большие категории:

• Металлические изделия, к которым относятся круглые электросварные прямошовная и спиралешовные стальные трубы;
• Полимерные изделия, к которым относится широкий спектр изделий из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) и поливинилхлорида (ПВХ).

Каждая из перечисленных категорий труб соединяется с использованием соответствующих методов и подходящего оборудования.

Методы сборки металлических трубопроводов

На фото — электроды, необходимые для электросварки металла

Независимо от того, что вам предстоит, будь то сварка труб на просвет или применение более технологичных методов, предполагается нагрев металла для образования почти гомогенного и надёжного стыка. Поэтому, в любом случае придется работать со специальным оборудованием, применение которого предусматривает необходимость должного профессионализма и опыта выполнения сварочных работ.

Рассмотрим наиболее популярные методы сварки, которые повсеместно применяются при монтаже металлических трубопроводов различного назначения.

Применение газовой сварки

Использование профессиональной ацетиленовой горелки

Газовая сварка труб — это популярный, испытанный в течение долгого времени, способ соединения металлических деталей с целью получения качественного, прочного и долговечного шва.

Принцип проведения газовой сварки заключается в следующем:

• кромка свариваемых поперечных срезов разогревается посредством газокислородного пламени;
• зазор между двух разогретых поверхностей заполняется плавящимся в ходе сварки металлическим прутком.

Важно: Прочностные характеристики шва, полученного при газовой сварке, ниже, чем при электродуговой сварке.
Выбор газового сварного соединения оправдан в том случае, если приходится работать с тонкостенными (до 3,5 мм) трубами.

Схема выполнения поворотных стыков газовой сваркой

При работе с металлопрокатом с использованием газовой горелки применяются следующие материалы:

• Ацетилен – газ, который отвечает за горение.
• Кислород – газ, обеспечивающий требуемую температуру горения и стабильность пламени.

Важно: В некоторых случаях ацетилен может заменяться другими горючими газами, например, пропаном или метаном.
Единственным условием, которое необходимо соблюсти, является поддержание более высокой температуры пламени горелки в сравнении с температурой плавления металла.

• Присадочный материал необходим для заполнения сварного шва. Данный материал подбирается в соответствии с химическими и физическими свойствам обрабатываемых металлов.
• Флюс используется для предотвращения окисления металла в процессе разогрева. Флюсы в виде пасты или порошка, будучи нанесёнными на разогретые кромки труб, образуют защитную пленку, которая препятствует попаданию кислорода в структуру шва.

Применение флюса необходимо при работе с большинством металлов за исключением углеродистых сталей.

Применение электродуговой сварки

Электродуговая сварка на большом диаметре вручную

Электродуговая сварка труб — это технология, в основе которой применено разогревание металлических поверхностей до рабочей температуры посредством дугового электрического разряда и последующего сплавления с получением прочного надежного шва.

Электродуговая методика известна с давних пор, а потому было разработано множество различных более или менее эффективных способов выполнения такого сварного соединения.

При работе с трубами большого и среднего диаметра наибольшую популярность получило стыковое сваривание, когда оба поперечных стыка сближаются вплотную и центруются, после чего происходит формирование шва.

Механизированная орбитальная технология

Технологическим развитием ручной электродуговой технологии стала орбитальная сварка труб, которая нашла широкое применение при формировании неповоротных стыков на трубопроводах среднего и большого диаметра.

В основе процесса применена дуговая сварка электродами в среде инертных газов. Применение защитного газа, например аргона, позволяет предупредить плавление электрода.

Орбитальная сварка нержавеющих труб или их обычных стальных аналогов предполагает применение двух обязательных компонентов:

• Источник тока, с которого полается питание и осуществляется контроль подачи тока, вращения электродов, подачи инертного газа и проволоки. Чаще всего, источник тока применяется инверторный, поскольку он прост и эффективен в применении.
• Орбитальная голова, посредством которой электрод вращается вокруг трубы и происходит целый рабочий цикл.

Благодаря совместной работе этих двух компонентов появляется возможность механизированного применения данного оборудования для получения оптимального качества шва.

Орбитальная сварка труб имеет ряд существенных преимуществ перед процессом выполненным вручную:

• приемлемая цена готового результата;
• меньшая трудоемкость процесса и, как следствие, сжатые сроки выполнения поставленной задачи;
• экономичный расход электродов;
• возможность работы с разной толщиной стенок при неизменно высоком качестве результата;
• ровный и герметичный шов по всей окружности, чего непросто добиться, действуя вручную.

Применение лазерной сварки

Электронно-лучевая сварка в действии

Лазерная сварка труб — это высокотехнологичная методика, в основе которой лежит плавка металла с помощью светового луча. Излучение для разогрева металлической поверхности используется монохроматическое с длиной волны, зависящей от природы рабочего тела лазера излучателя.

Эффективность лазерной сварки определяется такими параметрами как:

• мощность излучения;
• диаметр и конфигурация пятна фокусировки;
• темпы передвижения обрабатываемого изделия относительно лазерного луча.

Среди преимуществ технологии отметим следующее:

• высокая интенсивность точечного прогрева металлической трубы вплоть до достижения температуры плавления.
• быстрое охлаждение обработанного стыка по мере прекращения воздействия излучения.
• минимальная ширина шва без ущерба для прочности соединения.

Впрочем, есть и недостатки, среди которых:

• высокая стоимость оборудования за счет новизны и малого распространения технологии;
• возможность работы с металлоизделиями с толщиной стенок не больше 1-1,5 мм.

Автоматизированное оборудование для сваривания и резки труб большого диаметра

Стандартный аппарат для проведения лазерной сварки состоит из таких ключевых элементов как активная среда и генератор накачки.

По типу активной среды аппараты подразделяются на следующие категории:

• газовые;
• твердотельные;
• полупроводниковые.

Каждая из перечисленных модификаций может быть применена при сборке высококачественных бытовых трубопроводов, но не более того, так как стенка магистральных систем чаще всего толще 2 мм.

Сварка поворотных, неповоротных и горизонтальных стыков

Порядок выполнения неповоротного стыка

Сварка труб поворотным способом необходима при сборке большинства крупно- и среднеразмерных трубопроводов.

Сварка выполняется в три слоя:

• на начальном этапе стык условно делится на четыре отрезка;
• далее провариваются два первых отрезка, после чего делается поворот на 180 градусов;
• затем свариваются остальные два отрезка;
• труба поворачивается на девяносто градусов и варится второй слой;
• на заключительном этапе труба вновь поворачивается на 180 градусов и окончательно сваривается стык.

Сварка неповоротных стыков также выполняется в три слоя. Неповоротные стыки варятся возвратно-поступательным способом. При этом применяется короткая (не больше 2 мм) дуга.

Сварка горизонтальных стыков выполняется электродами с диаметром 4 мм. Так же как и в предыдущем случае электрод при формировании шва движется возвратно-поступательно. В результате образуется валик, высота которого не превышает 1,5 мм.

Стык варится в три-четыре слоя. При формировании последних валиков, диаметр используемых электродов увеличивается до 5 мм при токе до 300 А.

Устранение течи своими руками можно проводить только на сухих, предварительно зачищенных от краски трубах.

Разумеется, применение холодной сварки в данном случае, это только временная мера, после чего должен быть проведён качественный ремонт поврежденной трубы.

Методы сварки полимерных труб

Технология работы с полимерными трубами в корне отличается от сваривания изделий из металла.

При сборке полимерных трубопроводов применяется два наиболее востребованных метода:

• Технология стыкового соединения предполагает нагрев и последующее плавление торцов труб до рабочей температуры, и сжатие вплоть до образования герметичного шва.
  Процесс сваривания осуществляется с использованием специального оборудования состоящего из станины, центраторов и нагревательного элемента.

Станок для стыкового соединения

Устройства для стыкового соединения полимерных труб многофункциональны и позволяют одновременно корректировать, а после центровать срез соединяемых торцов перед последующим нагревом. Нагретые до рабочей температуры трубы сдвигаются посредством механизированной системы домкратов.

Применение специальных станков позволяет выполнять сварочные работы, как в стационарных, так и в полевых условиях при заведомо высоком качестве стыка.

• Технология электромуфтового соединения позволяет обойтись без сложного оборудования, так как нагревательный элемент является частью муфты для сварки труб.

Наплавление муфты

Полимерная муфта с вплавленной спиралью одевается на стык соединяемых труб, после чего на спираль подается напряжение и пластик оплавляется, образуя надёжное и герметичное соединение.

Вывод

Итак, мы рассмотрели особенности сварных соединений, используемых при сборке различных трубопроводов большого диаметра как металлических, так и полимерных. Остались вопросы, на которые не удалось получить ответ? В этом случае больше полезной информации можно найти, посмотрев видео в этой статье.

Источник: https://gidroguru.com/trubi/osn-operacii/svarka/639-tehnologiya-svarki-trub