ГОСТ 16037-80 на сварные соединения ручной дуговой сваркой

Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.

Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.

Условные обозначения соединений

В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:

• стыковые, обозначаются литерой С
• угловые, литерой У
• нахлесточные, обозначаются литерой Н.

Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:

• вида сварного шва;
• числа сторон проварки;
• конфигурации подкладки;
• ее съемности;
• без скоса, со скосом одной или двух кромок;
• формы сечения кромок
• формы сечения шовного материала
• способа сварки;
• толщины стенок;
• диаметра трубы.

Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.

Соединение профильных труб

Профильными называют трубы прямоугольного или квадратного сечения, реже встречаются другие, более сложные формы. Они производятся из металлических сплавов – стальных, алюминиевых и т.д.

Такое сечение не позволяет использовать их в системах для транспортировки жидкостей, так как наличие углов затрудняет движение потока. Обладающие относительно малым весом и хорошей прочностью, профильные трубы применяются в строительстве и мебельном производстве для изготовления различных каркасных конструкций.

Каркас теплицы из профильной трубы Источник sibdk.ru

Понятно, что из-за особенностей сечения все виды трубных соединений, применяемые для круглых труб, в данном случае использоваться не могут. Да это и не нужно, так как стыки элементов каркаса не должны быть герметичными. От них требуется только прочность и надежность. Их могут обеспечить:

• электродуговая сварка;
• болтовые и заклепочные соединения;
• специальные фитинги;
• краб-системы.

Сварка выполняется так же, как и в случае с круглыми трубами.

Под болты и заклепки предварительно высверливаются отверстия. Тонкостенные трубы можно соединять самонарезающими шурупами по металлу без сверления.

Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва

Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:

• s: толщина заготовки;
• b: расстояние между кромками заготовок;
• e: ширина шва;
• g: его выпуклость;
• а –общая толщина шва;
• с -притупление кромки;
• В –глубина нахлеста;
• K — катет углового шва;
• Dn – общий диаметр трубы;
• f – размер фланцевой фаски.

Для ряда швов актуальными являются только часть указанных параметров. Значения размеров приведены в стандарте в зависимости от метода трубной сварки, регламентируемой ГОСТ.

Типы сварных швов

Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53

Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.

В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.

Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.

Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56

Пример обозначения углового соединения типа У2.

Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4

Разъёмные виды соединения трубопроводов

Разъёмные соединения характеризуются возможностью при необходимости в любой момент разъединить участки трубопровода для ревизии, очистки или ремонта. К ним относят два вида – фланцевые и муфтовые.

Фланцевые соединения трубопроводов

Для герметичного, надёжного соединения канализационных, магистральных и других трубопроводных систем используют фланцы. Эти элементы арматуры имеют две части – основную и ответную, между ними располагается резиновая прокладка-кольцо. Стяжку производят при помощи болтов. Монтаж фланцевого соединения происходит в три этапа:

1. подготовка труб – срез должен быть идеально ровным, фаску снимать не нужно;
2. установка фланца на окончание трубы;
3. укладка резинового уплотняющего кольца и соединение фланца с ответной частью при помощи болтов.

Фланцевая арматура для скрепления труб – надёжное соединение, позволяющее не беспокоиться о прочности и долговечности трубопровода. Единственный минус – при наличии в содержимом системы агрессивных сред потребуется регулярная замена прокладки.

Муфтовые соединения

Для соединения труб разного диаметра и назначения при ремонтах или монтаже используют ещё один тип разъёмной стыковки – муфтовый. Монтаж этого типа соединения несложен, а прочность высока. Работы проводятся в таком порядке:

1. подготовка труб – срезы должны быть сделаны с соблюдением угла в 90 градусов, поверхность зачищена от пыли, масляных и прочих загрязнений;
2. разметка – муфту прикладывают к трубам так, чтобы её центр находился точно в месте стыковки элементов, на трубах делают метки;
3. поверхность труб в месте соединения и муфта изнутри покрывается специальной смазкой (полимеризующимся клеем);
4. сначала в муфту вставляют одну трубу, согласно сделанной разметке, после этого трубы располагают так, чтобы они были расположены согласно одной оси, затем соединение надвигают на второй отрезок трубы до нанесённой на ней метки.

При необходимости муфтовое соединение трубопроводов можно разобрать для ремонта или прочистки трубопровода. Эта удобная функция свойственна всем разъёмным типам стыковки труб.

Разделка труб под сварку

ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:

• стыковых;
• угловых;
• нахлесточных.

Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:

• механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
• химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
• разделка кромок.

Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.

Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.

Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45о.

Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.

Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.

Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.

Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.

До того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.

Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:

• трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
• свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.

Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.

Как высчитать размер шва?

Во-первых, запомните, что размер шва зависит от самой трубы. Приварка фланцев к стальным трубопроводам в таком случае будет регулироваться шириной внутреннего шва.

Во-вторых, как правило, он приравнивается к толщине стенки, высотой, колеблющейся в диапазоне от 0,5 до 1 см. Шов внешнего сечения, по правилам сварки должен превосходить шов внутреннего в толщине.

Теперь, когда мы определились с типом вашего фланца, можно приступать к работе. Здесь опять же возникает вопрос.

Фаски под сварку

При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.

Основными параметрами фаски являются:

• Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
• Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
• Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
• Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.

Параметры фаски.
Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:

• использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
• сварка на флюсовой подушке;
• предварительное подваривание;
• выполнение замка.

Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.

При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:

• 3-25мм: одностороння фаска;
• 26-60мм: двухсторонняя;

Для угловых устанавливаются следующие границы:

• 3-20мм: одностороння;
• 21-50 мм: двухстороння.

Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:

• обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
• Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
• U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.

ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.

Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:

• 3-25мм: Х-образная или V–образная;
• 26-60мм- U–образная;
• более 60 мм- специальные формы.

Они представляют собой:

• уступы;
• сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.

Для разделки используются следующие способы:

1. Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
2. Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Неразъёмные методы соединения труб

Любое соединение в трубопроводе – слабое место, поэтому в случаях, когда в приоритете надёжность и прочность, чаще всего применяют неразъёмные методы стыковки элементов. К ним относятся сварные соединения, склейка труб и раструбный способ. Последний можно считать неразъёмным при условии использования в процессе монтажа полимеризующихся составов, прочно соединяющих элементы. При работе с трубопроводами из ПВХ раструбное соединение производят без клея, поэтому в дальнейшем его можно демонтировать без повреждения элементов.

• Раструбное соединение характеризуется изначальным наличием на конце одной из труб расширения. На втором элементе необходимо снять фаску и с использованием резиновой прокладки поместить узкую часть в раструб. Для стальных, чугунных и ПВХ труб часто применяют клеевые составы, в том числе силиконовые герметики для повышения прочности соединения.
• Склейка труб – ещё один вариант добиться надёжного герметичного стыка. В этом случае необходимо зашкурить контактные поверхности и обязательно их обезжирить.
• Сварка – метод, применяемый для соединения элементов металлических трубопроводов. Операция проводится с применением сварочного аппарата. Используют электродуговой или газовый аппарат. Для стальных труб – сварка – самый надёжный тип соединения.

Неразъёмные соединения – лучший способ сделать конструкцию прочной, снизить риск преждевременного выхода её из строя. Но в ситуациях, когда требуется ремонт отдельных участков, разбор соединений возможен только с нарушением целостности труб, поэтому элементы потребуют замены.

Заказывайте и выбирайте у ООО «Детали Специального Назначения» трубопроводы любого вида и назначения.