При монтаже магистралей, инженерных сетей часто используется сварка трубопроводов электродуговым или газовым оборудованием. Электросварка труб производится ручным методом и с применением полуавтоматов. Выбор присадки производится по марке стали трубного проката. Учитывая технологические особенности, трубопроводы низкого давления можно монтировать самостоятельно.
Особенности сварки труб
При сварке стальных трубопроводов чаще применяют газовую и электросварку. При монтаже трубных конструкций высокого давления к электродам и присадочной проволоке предъявляются особые требования. Слойность соединений зависит от толщины стенки:
- до 3 мм включительно заваривают стык за один раз;
- свыше 3-х до 6 мм нужно делать две проходки;
- свыше 6-ти до 12 мм – создают трехслойное соединение;
- свыше 12 мм лучше проходить стык не менее 4 раз.
В технологии сварки труб есть отличительные особенности выбора рабочего тока:
- ампераж выбирают по диаметру электрода, умножают показатель на 35 (3 мм – 105 А, 4 мм – 140 А);
- при сварном соединении труб с толщиной стенки меньше 4 мм, ток свыше 150 А не устанавливают;
- между электродом и прокатом поддерживают расстояние, равное толщине электрода плюс 1 мм;
- тонкостенный прокат варят в одну непрерывную проходку, проворачивая прокат, толстостенный допускается варить участками до 15 см длиной;
- вертикальные и неповоротные соединения варят в два этапа;
- ванна расплава располагается в 30° от верхней точки.
Валик финишного слоя должен выступать над трубой до 3 мм. Качество соединения проверяется после каждой проходки, когда снята окалина.
Лекция № 21. Сварка трубных конструкций дуговой сваркой
При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными (рис.34).
А б в
Рис.34 Сварные стыки труб: а —
поворотный,
б —неповоротный,
в — горизонтальный
Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соответствие требованиям проекта, по которому сооружается трубопровод, и техническим условиям. Основными требованиями проекта, а также технических условий являются: наличие сертификата на трубы; отсутствие эллипсности труб; отсутствие разностенности труб; соответствие химического состава и механических свойств металла трубы требованиям, указанным в технических условиях или ГОСТах.
При подготовке стыков труб под сварку проверяют перпендикулярность плоскости реза трубы к ее оси, угол раскрытия шва и величину притупления. Угол раскрытия шва должен составлять 60—70°, а величина притупления 2 -2,5 мм (рис.35). Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспечивающими требуемую форму, размеры и качество обрабатываемых кромок.
Рис.35 Подготовка кромок труб под сварку при толщине стенок 8—12 мм
Разностенность толщин стенок свариваемых труб и смещение их кромок не должны превышать 10% толщины стенки, но быть не более 3 мм. При стыковке труб должен обеспечиваться равномерный зазор между соединяемыми кромками стыкуемых элементов, равный 2—3 мм.
Перед сборкой кромки стыкуемых труб, а также прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности на длине 15—20 мм очищают от масла, окалины, ржавчины и грязи.
Прихватки, являющиеся составной частью сварного шва, выполняют те же сварщики, которые будут сваривать стыки, с применением тех же электродов.
При сварке труб диаметром до 300 мм прихватка выполняется равномерно по окружности в 4 местах швом высотой 3—4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают равномерно по всей окружности стыка через каждые 250 — 300 мм.
При монтаже трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы по возможности больше стыков сваривалось в поворотном положении.
Количество слоев шва при дуговой сварке труб определяется толщиной стенок труб (таблица 5).
Таблица .5
| Толщина стенки, мм | 2 — 3 | 4 — 5 | 6 — 9 | 10 – 12 13 — 15 |
| Количество проходов | 4 5 |
При толщине труб свыше 8мм сварку ведут в четыре слоя (корневой, основных, декоративный). В случае, когда толщина стенок трубы до 8 мм сварку выполняют в два слоя сплошным швом.
По внешнему виду сварной шов должен иметь слегка выпуклую поверхность с плавным переходом к поверхности основного металла. Высота усиления шва должна быть одинаковой по всему периметру в пределах от 1 до 3 мм, ширина не должна превышать 2,5 толщины стенки труб.
Сварку труб малого диаметра и малой толщины стенки производят поворотным способом в два слоя. В процессе сварки поворачивают трубу (рис.36) в сторону противоположную направлению сварки. Второй слой выполняют аналогично первому, но в противоположном направлении.
Рис.36 Схема сварки стыка труб малого диаметра
Сварка толстостенных труб
Трубы, толщина стенки которых составляет 8-12 мм, сваривают в три слоя плюс декоративный шов.
Первый слой создает местный провар в корне шва и надежное сплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1—1,5 мм, равномерно распределяющийся по всей окружности. Используют электроды диаметром 2- 3мм.
Для получения провара без сосулек и грата осуществляю движение электрода возвратно-поступательным с непродолжительной задержкой электрода на сварочной ванне, незначительным поперечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла, скоса кромок. Отверстие получается в результате проплавления основного металла дугой. Размер его не должен превышать 2 мм больше установленного зазора между трубами
Второй и третий слой выполняюэлектродом диаметром 4 – 5 мм и при повышенном токе одним из следующих способов: поворотом трубы на 180° и поворотом трубы на 90° .
Поворот трубы на 180° (Рис.37)
А б
Рис.37 Схема сварки стыка трубы: а –второго слоя , б- третьего слоя
1.Стык делят на четыре участка.
Вначале сваривают участки 1—2,
после чего трубу поворачиваю на 180° и завариваю участки
3
и
4
(рис.37а).
2. Затем трубу поворачиваю еще на 90° и свариваю участки 5
и
6,
затем поворачиваю трубу на 180° и свариваю участки 7 и
8
(Рис.37 б).
В процессе сварки следил, чтобы начало и конец шва не совпадали, перекрытие смежного слоя составляет 20 – 25 мм.
Поворот трубы на 90°
Стык так же делят на 4 участка. В начале сваривают участки 1,2. Затем поворачивают трубу на 90° и сваривают участки 3, 4 .(Рис.38а ) После сварки 1 слоя трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 7-8 ( Рис.38.б).
А б
Рис.38 Схема сварки стыка трубы: а – второго слоя, б – третьего слоя
Четвертый декоративный слой во всех рассмотренных выше способах накладывают в одном направлении при вращении трубы, я именно так и производил сварку.
Трубы диаметром более 500 мм сваривают обратно-ступенчатым способом. Длина каждого участка зависит от диаметра трубы и составляет 150-300мм (Рис.39).
а б
Рис.39Схема сварки стыка труб большого диаметра:
⇐ Предыдущая12Следующая ⇒
Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом…
Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам…
ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала…
Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор…
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Как правильно и ровно сварить трубопровод
Трубопроводы монтируют:
- Встык, трубы плотно сдвигают, зазор заполняют расплавленным металлом. Тонкостенные зазоры сразу заполняют полностью. Когда сваривают две трубы толще 3 мм, делают несколько встречных проходок, каждый раз начиная шов с разных мест.
- Внахлест, такой метод соединения удобен для разнотолщинных трубных заготовок. При такой сварке металлических труб валик образует плавный переход с одного диаметра на другой.
- Под углом сваривать трубу электросваркой удобно в нижнем положении. В верхнем используют газосварку.
- Тавровое соединение образуется, когда трубопровод разветвляется или одну ветку магистрали врезают в другую.
Между собой трубные заготовки сначала соединяют в нескольких точках, чтобы стык не расходился. Этот процесс называется сборкой. Затем проваривают весь шов.
Ремонт протечек холодной сваркой
Холодная сварка для труб
На рынке и в специализированных магазинах продаются ремонтные наборы для домашнего и профессионального применения. По химическому составу эти препараты отличаются друг от друга, но характерная особенность заключается в способности застывать без использования дополнительного оборудования. Пластическая масса перед употреблением разминается, соединяется с отвердителем, затем наносится на свищ в трубе. Все работы проводятся в резиновых перчатках. В мягком состоянии вещества холодной сварки могут быть вредны для кожи.
При ремонте протечек в системе с водой возникает серьезная проблема. Эластичность массы не дает возможности выдерживать ее указанное время на нужном участке. Струйка воды пробивает мягкий состав до того, как он отвердевает. В этом случае возможен вариант дополнительного укрепления в виде временного бандажа, хомута. После подготовки необходимой массы препарата его зажимают между трубой и армирующим элементом на время затвердения. Использовать можно заводской, самодельный хомут и прокладку, фиксирующую холодную сварку. Холодная сварка для бытовых водопроводных металлических труб, находящихся под давлением требует предельной аккуратности и точности.
Рекомендации производителей продуктов гарантируют устранение трещин и зазоров на трубах при отключенной подаче воды, поэтому при работе на участке с рабочим давлением необходима особая аккуратность, внимание и точность. В инструкции указано время отвердения. Выдерживать его необходимо неукоснительно. Полимеризация происходит от 10 мин до часа.
Не рекомендуется подключать воду в зависимости от типа холодной сварки по прошествии 8-24 часов. Используя временный, хомут нельзя его убирать после полимеризации. Необходимо выдержать полное время, рекомендуемое производителем.
Способы сварки труб
Для сварного соединения труб чаще применяют три способа:
- Электродуговая бывает трех видов:
— ручная с использованием плавящихся электродов;
— с применением полуавтомата в среде углекислого газа, дуга создается тугоплавким электродом, для наплавочного слоя используют присадочную проволоку;
— под слоем флюса, его наносят на прокат с защитными покрытиями.
- Электрошлаковая, благодаря толстому слою шлака шов не окисляется.
- Газовая, нагрев обеспечивается сжиганием ацетилена, поступающего в рабочую зону из горелки.
Еще бывает контактная, ультразвуковая, термомеханическая сварка.
Газовая сварка
Метод применим в полевых условиях, когда магистрали прокладывают вдалеке от источников тока или когда нельзя сварить трубы электросваркой: прокат нельзя повернуть, прокрутить при образовании соединения. Наполненность швов при газовой выше, чем при электродуговой. Металл меньше подвергается температурному воздействию, риск возникновения внутренних напряжений в металле незначительный.
При сварке труб газом используют ацетилен или газогенератор, температура в рабочей зоне выше при сгорании баллонного ацетилена. Присадочная проволока марки UTP подается так, чтобы она ложилась на раскаленный металл. Для стыкового соединения 3-х мм стенок разделки кромок не требуется, у толстостенного проката кромки срезают под углом.
Оцинкованный монтируют с применением флюса HLS-B, концентрацию кислорода в газовой смеси увеличивают. После работы дополнительная противокоррозионная защита швов не проводится.
Метод ручной дуговой электросварки
Чтобы правильно варить трубу электросваркой, нужно учитывать технологию. Число проходок зависит от толщины проката, состав электродов и обмазки подбирают под вид марки проката. При сварке труб большого диаметра перед нанесением последующего слоя с металла сбивают окалину, проковывают соединение. Направленность наплавки меняют – четные швы делают противоположно нечетным. Многое зависит от первого соединения, он делается не спеша, при контроле валика проверяют металл на трещины. При обнаружении дефектов участок неровного шва вырубается, на его месте создается новый со смещением от 15 до 30 мм. Для финишного слоя выбирают электроды с толстой обмазкой.
Виды сварки труб с водой
Хомут для пластиковой трубы
Доля трубопроводов с резьбовым соединением незначительна. В большинстве случаев стыки металлических элементов трассы выполнены сваркой. Порой случаются непредвиденные аварии, связанные с ошибками при монтаже, критической внешней нагрузкой на трубы. Возникают протечки, трещины.
Если участок, требующий ремонта, изготовлен из пластиковой трубы, устранить аварию можно либо хомутом, либо после полного отключения подачи воды. Температура, необходимая для сварки полимерных элементов, будет разрушительна для трассы, в которой находится вода под давлением. Полипропилен становится пластичным при 95-130° C, а сварку выполняют при более высоких значениях. Электромуфта имеет рабочий диапазон температур от 250 до 300° C.
Металлические трубы ремонтировать можно. Квалифицированный сварщик обладает необходимым опытом, чтобы правильно заварить трубу с водой под рабочим давлением. Устранить течь можно следующими способами:
- Электродуговая сварка — оптимальный надежный способ устранения аварии.
- Газосварка — необходим генератор и баллон с кислородом. Прогреть металл в трубе с водой очень сложно, поэтому в ряде случаев от этого способа приходится отказываться;
- Холодная сварка — принцип заделки течи основан на затвердевании мягких активных веществ под действием небольших температур, воздуха, либо по прошествии необходимого времени. Холодная сварка подойдет для труб с горячей и холодной водой.
Электросварка — наиболее приемлемый вариант для качественного ремонта трубы с водой. Современные аппараты пользуются популярностью у домашних мастеров. При строительстве магистральных трубопроводов широко используется полуавтомат, для самостоятельной работы лучше приобрести компактный ручной электродуговой прибор. Сварочный инвертор доступен по цене, выполнить элементарные операции по хозяйству может любой желающий.
В экстренных случаях можно в качестве аварийной меры изготовить самодельный хомут, воспользоваться набором для холодной сварки. После этого в ближайшее время следует провести капитальный ремонт.
Выбор электродов
Для сварки стальных труб электродуговым методом диаметр электродов выбирают по толщине монтируемого проката. Важно учитывать особенности электродного стержня, обмазки. Особенности электродов, применяемых для монтажа трубопроводов:
- Электродами МР-3, АНО-21, АНО-24 варят швы, не испытывающие высокого давления (дренажные системы, сточные трубопроводы), где скорость потока незначительная. Работать можно на переменном токе.
- Универсальные УОНИ рекомендуют использовать начинающим, они хорошо проваривают металл, образуют прочное соединение. Для большого объема электродуговой сварки они не эффективны из-за невысокой скорости образования шва, необходимости постоянного контроля дуги.
- LB-52U – электроды японских производителей используют для монтажа технологических и магистральных трубопроводов, рассчитанных на высокое давление. Для LB-52U характерно ровное горение даже при небольшом «провисании» напряжения в сети.
- Электроды швейцарской компании ESAB отличаются хорошим качеством шва, ручная дуговая сварка газовых магистралей высокого давления нередко проводится ими. ОЗС 12 применяют для низкоуглеродных сталей, ОК 46 — универсальные. На токе любой полярности варят ОК 53.70 и ОК 74.70, в обмазке содержится защитный флюс, сдерживающий окисление ванны расплава.
- Отечественное ЛЭЗ ЛБгп применяют для финишного слоя на стыковых соединениях толстостенного трубного проката, для сварки тонкостенных труб.
- Э42А, УОНИИ-13/45, Э-09Х1МФ применяют при монтаже теплосетей из легированных сталей, толстая обмазка типа Д образует шлаковый слой, защищающий расплавленный металл от окисления.
От электродов во многом зависит безаварийность эксплуатации трубопроводных сетей. Сталь стержня должна соответствовать марке стали проката, вид покрытия определяет степень защиты ванных расплава.
При выборе способа монтажа технологического трубопровода или инженерных сетей учитывают толщину проката, марку стали, рабочую нагрузку на металл. Толстые стенки варят многослойными швами с предварительной разделкой кромок. Тонкостенный прокат достаточно очистить перед проведением работ. Имея сварочный аппарат, заварить стыки можно самостоятельно.
Выбор инструмента и настройка оборудования
Несмотря на все сложности, работа с трубами, находящимися под давлением, вполне осуществима. Главное – верно отрегулировать рабочие режимы и подобрать подходящие инструменты.
Например, лучшие электроды для сварки водопроводных труб выглядят следующим образом:
УОНИ 13/55. Универсальные элементы, позволяющие ремонтировать трубы, изготовленные из стали вне зависимости от степени легирования и содержания углерода.
Сформированный шов характеризуется оптимальным сочетанием прочности, пластичности и вязкости, выдерживает высокие эксплуатационные нагрузки без образования повторных свищей и разрушения. Новички могут испугаться того, что в процессе работы электрод прилипает к металлу, но избавиться от этого очень легко, нужно просто удлинить дугу.
За несколько минут работы можно выработать неплохой навык, почувствовать все тонкости и преимущества электрода.
МГМ-50К. Новая разработка, оптимизированная для работы с трубами, находящимися под давлением.
Основная особенность в том, что вокруг дуги формируется пузырь газа, оттесняющий пар или жидкости, что улучшает условия, в которых проводится сварка, облегчает задачу, позволяет достичь необходимого результата.
Электрод подходит для работы с трубами и из стали с высоким содержанием углерода, и с низколегированными сортами. Допускается работа на загрязненных поверхностях и металле, уже имеющем признаки коррозионных повреждений.
Посмотрите интересное видео, какие электроды лучше использовать для сварки труб:
Полезно придерживаться также следующих рекомендаций:
- Увеличение силы тока поможет достичь необходимой стабильности дуги, снизится вероятность прилипания электрода из-за того, что наплавляемый металл быстро остывает и прилипает к основанию.
- Электроды предварительно прокаливаются, а место работы прогревается газовой горелкой. Пламя испаряет просачивающуюся из трубы жидкость, повышается уровень сцепления наплавляемого металла с основой.
- При выборе напряжения стоит ориентироваться на собственные предпочтения.
Новичкам же стоит знать, что:
- переменный ток формирует более стабильную дугу, дает возможность работать даже под внушительным водяным слоем, но итоговое качество шва не слишком высоко;
- постоянный ток, в свою очередь, помогает добиться максимальной глубины проникновения наплавляемого металла и прочности шва, но вот непосредственно работа в среде повышенной влажности дается тяжелее.
Полезное видео для новичков, как варить трубу с водой, при ремонте теплотрасы:
