Сварка трубопроводов в траншее

Сварка магистральных трубопроводов

временной его укладкой в траншею (совмещенная). Общее для всех схем — перемещение сваренного трубопровода, находящегося на бровке траншеи, с помощью трубоукладчиков на дно траншеи. При этом трубопровод изгибается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

При укладке трубопровода из труб с заводской изоляцией сначала поднимают с бровки траншеи участок трубопровода в вертикальной плоскости (вверх) с помощью нескольких трубоукладчиков, выполняют на нем изоляцию стыков, перемещают изолированный участок в горизонтальном направлении к траншее до совмещения оси трубопровода с осью траншеи и плавно опускают в траншею. При последовательном опускании крайний трубоукладчик после опускания части трубопровода на дно траншеи освобождается и переходит в новое положение для подъема следующего участка трубопровода. Во время этого перехода трубопровод поддерживается в поднятом состоянии остальными кранами-трубоукладчиками. Далее процесс повторяется. Число трубоукладчиков и расстояние между ними зависят от диаметра трубопровода и грузоподъемности трубоукладчиков. Поднимают трубопровод с помощью мягких полотенец-захватов во избежание повреждения заводской изоляции.

При раздельной схеме кранами-трубоукладчиками поднимают также участок трубопровода, с помощью специальных машин очищают поверхность трубопровода до металлического блеска, изолируют его, а затем укладывают на инвентарные лежки или бровку траншеи. Укладка изолированного трубопровода в траншею осуществляется позже. Такую схему применяют в тех случаях, когда земляные работы (рытье траншей) по времени отстают от сварочно-монтажных работ.

При совмещенной схеме изоляцию осуществляют так же, как и при раздельной, а укладку сразу же после изоляции, как при укладке трубопровода из труб с заводской изоляцией. Все эти работы выполняются специальной изоляционно-укладочной колонной. Поднимают и перемещают трубопровод с помощью перемещающихся опор-троллеев, а очищают и изолируют в процессе движения колонны с одновременной укладкой его в траншею.

Траншею с уложенным в нее трубопроводом засыпают, как правило, бульдозерами. При этом грунт не должен содержать крупных комков, особенно в зимний период. Если такого грунта нет, привозят мягкий грунт или измельчают имеющийся. Засыпать изолированные и незащищенные трубы скальным грунтом не допускается.

Полость построенного трубопровода перед проведением испытаний очищают от окалины и попавший в нее различных предметов (грунта и т.п.) специальными очистными поршнями путем продувки сжатым воздухом или природным газом. После очистки на открытых концах трубопровода устанавливают инвентарные заглушки.

Заключительный этап строительства — испытание трубопрово-

да на прочность и герметичность давлением воздуха, воды или продукта, для которого он предназначен, с помощью специального оборудования и комплекта наполиительно-опрессовочных агрегатов. Порядок проведения испытаний определен Строительными нормами и правилами (СНиП III-42—80).

§ 4. СВАРОЧНО-МОНТАЖНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Для получения непрерывного трубопровода отдельные трубы соединяют между собой. Эти соединения должны быть равны по прочности металлу труб и обеспечивать герметичность трубопровода. Наиболее полно таким требованиям отвечают соединения, выполненные сваркой.

Сварка —технологический процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями путем их местного или общего нагрева или пластического деформирования.

Сущность сварки заключается в сближении элементарных частиц свариваемых частей настолько, чтобы между ними начали действовать межатомные связи, которые обеспечивают прочность соединения. Свариваемые поверхности имеют макро- и микронеровности, покрыты оксидными пленками, загрязнениями. В процессе сварки для их удаления из стыка необходимо приложить внешнюю энергию.

Виды сварки. В зависимости от вида энергии различают три класса сварки: термический, термомеханический и механический. К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением, т. е. местным расплавлением соединяемых частей с использованием тепловой энергии (дуговая, газовая, электрошлаковая, электронно-лучевая и др.); к термомеханическому — виды сварки, при которых используются тепловая энергия и давление (контактная, диффузионная, газопрессовая и др.); к механическому— виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления (холодная, взрывом, трением и др.).

В строительстве трубопроводов из-за специфических условий строительства (оторванность от централизованных источников энергоснабжения, периодическое перемещение технологического оборудования по мере строительства трубопровода, большие размеры и развитые сечения свариваемых труб) применяют только некоторые способы дуговой сварки (ручную дуговую сварку плавящимся электродом, автоматические виды дуговой сварки под флюсом, в защитных газах плавящимся электродом, самозащитной порошковой проволокой) и один из способов контактной сварки (стыковая сварка оплавлением).

Дуговая сварка — это сварка плавлением, при которой нагрев осуществляется электрической дугой, горящей между электродом и свариваемым изделием. Сварочная дуга представляет собой устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси

газов и паров материалов, используемых при сварке. Она характеризуется высокой плотностью тока и высокой температурой. В электродуговой сварке сварной шов образуется в результате совместного расплавления (за счет теплоты, выделяемой дугой) основного металла свариваемых труб и электродного металла (образование так называемой сварочной ванны) и последующей его;

кристаллизации, т. е. перехода и жидкого состояния в твердое. Сварочная ванна — это часть сварного шва, находящаяся при сварке в жидком состоянии.

На сварку поступают трубы с подготовленной кромкой (рис.1); элементы геометрической формы подготовки кромок (угол разделки кромок а, угол скоса одной кромки в, зазор между стыкуемыми кромками b, притупление кромки, т. е. нескошенная часть торца кромки с) зависят от конструктивных особенностей изделия и способа сварки.

Расплавленный металл интенсивно поглощает газы атмосферы, образуя с ними различные оксиды, которые снижают прочностные и пластические свойства металла. Поэтому для получения сварных соединений труб с высокими механическими свойствами расплавленный металл шва изолируют от воздуха различными средствами защиты: электродными покрытиями, флюсами, защитными газами.

Ручную электродуговую сварку выполняют плавящимися электродами, которые вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемых изделий. Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной до 450 мм из сварочной проволоки, изготовляемой в соответствии с ГОСТ 2246—70, на которую нанесен слой покрытия — смесь веществ для усиления ионизации дугового пространства, защиты его от вредного воздействия воздуха и металлургической обработки сварочной ванны. Электроды для ручной дуговой сварки изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466—75.

Дуга при ручной дуговой сварке горит между стержнем электрода и основным металлом трубы. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну. Вместе со стержнем электрода плавится его покрытие, образуя газовую защиту вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлические и шлаковые ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварной шов.

Условия образования сварочной ванны и последующая ее кристаллизация при электродуговой сварке труб во многом определяются пространственным расположением сварного шва (нижнее,

вертикальное и потолочное). Нижним называют такое положение шва на горизонтальной плоскости, когда сварочный электрод находится над сварочной ванной. При сварке в нижнем положении (рис. 2, а) при сквозном проплавлении жидкая ванна удерживается на весу силами поверхностного натяжения Р_п, которые уравновешивают давление, оказываемое на ванну источником теплоты р_д и силу тяжести (вес) жидкого металла Р_м.

Удержание ванны от стекания имеет особенно важное значение при сварке в вертикальном и потолочном положениях. При сварке в вертикальном положении (рис. 2, б) для удержания ванны необходимо ограничивать ее тепловую мощность и объем регулированием силы тока и скорости сварки v_св. Выполнение швов в потолочном положении (рис. 2, в) осложняется не только опасностью стекания ванны, но необходимостью переноса присадочного металла в ванну в направлении, противоположном действию силы тяжести.

Особенностью сварки трубопроводов является наличие на одном стыке различных пространственных положений (нижнего, вертикального и потолочного). Сварные швы труб электродуговой сваркой выполняют послойно, так как невозможно за один проход заполнить большой объем разделки торцов труб расплавленным металлом из-за ограниченного объема сварочной ванны. При автоматической дуговой сварке подача плавящегося электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок механизированы.

Автоматическую дуговую сварку под флюсом выполняют электродной проволокой, автоматически подающейся в зону сварки. Дуга горит между концом электрода и изделием под слоем сварочного флюса. Сварочным флюсом называется неметаллический материал, расплав которого необходим для сварки и улучшения качества шва. Флюс защищает дугу и сварочную ванну от вред-

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

НОВОСТИ

14 Апреля 2021 17:53
Самодельный инструмент для накатки рифлений

Источник

Как производится укладка трубопровода в траншею и какие трубы для этого подойдут

Укладка трубопровода в траншею – один из этапов сложного процесса прокладки трубопроводной магистрали. Успешность проведения этого этапа зависит как от соблюдения технологии при проведении предыдущих операций, так и от правильности выбора труб, и учета их особенностей при проведении монтажа и собственно укладки. Правильно проведенная укладка труб в траншею – залог дальнейшей успешной эксплуатации системы.

Траншейный метод укладки труб применяют при строительстве магистралей самого разного назначения

Классификация методов прокладки трубопровода

Проведение укладки во многом зависит от того, каким образом прокладывается трубопроводная система. Существует три основных метода прокладки в зависимости от расположения трубопровода:

Методы прокладки выбирают также в зависимости от воздействия таких факторов, как:

структура грунта;
диаметр трубопровода;
методы проведения работ;
интенсивность транспортного сообщения.

Совокупностью влияния перечисленных факторов определяется метод прокладки трубопровода:

На выбор метода прокладки труб влияет множество факторов, большое значение имеет структура грунта

Последовательность операций при укладке труб большого диаметра в траншею

Предназначенные для трубопроводов изделия проверяются дважды:

Заводом-производителем.
Перед укладкой в траншею.

Важно! При проведении осмотра отбраковываются все трубы, имеющие трещины, пузыри, отколы, посторонние включения и прочие дефекты, ставящие под угрозу безаварийную эксплуатацию системы.

Вручную, с помощью несложных приспособлений, или с применением средств малой механизации укладывают только трубы малого диаметра, в остальных случаях требуется применение кранов. Опустить трубу или секцию в котлован – процесс трудоемкий и медленный, что сказывается на сроках и стоимости выполняемых работ. Ускорить укладку стальных труб помогает использование крупноразмерных креплений, содержащих:

вертикальные щиты;
горизонтальные прогоны;
распорные рамы, расставленные в 3-3,5 м одна от другой.

При использовании крупноразмерных креплений применяют одну из двух схем укладки:

В два потока. Сначала труба укладывается монтажниками с помощью крана на дно, окончательно выверяется ее положение и производится временное закрепление. Затем другая группа монтажников зачеканивает стыки, используя компрессор и пневмомолотки.
В три потока. Укладка, сварка, выверка положения и временное закрепление сразу двух труб по отдельности проводятся с помощью двух кранов. Третий поток выполняет зачеканку стыков.

Укладка магистрали, состоящей из одной ветки, производится в два потока

Закрепление выполняется присыпкой грунта или с использованием клиньев. Стыки безнапорных труб заделываются просмоленной паклей или асбоцементными смесями, напорных – с помощью резиновых колец или манжет. Соединения стальных изделий свариваются, полимерных – склеиваются и свариваются.

Укладка бетонных, железобетонных и керамических труб в траншею

Для укладки бетонных и железобетонных труб диаметром свыше 250 мм используются монтажные самоходные краны и трубоукладчики. Для ускорения процесса изделия предварительно соединяют в секции (звенья) по 2-5 штук. Фиксация горизонтального положения секций при опускании достигается использованием траверсы.

При намеченном соединении в раструб заранее устанавливается бетонный упор, на который опускается первое звено. Трубы подаются краном раструбом вперед так, как ведется ход монтажа, и против течения рабочей среды.

Обратите внимание! Стыковка производится с использованием муфтовых и раструбных соединений с применением уплотнения резиновыми кольцами, просмоленной пенькой и заделки асбоцементной смесью.

При фальцевых соединениях изделий диаметром 400-800 мм используют нанесенный на фальцы цементный раствор. При значениях диаметра, превышающих 1000 мм, весь периметр стыка заделывается пеньковыми прядями и затирается цементным раствором. На наружной стороне стыка устанавливается опалубка, укладывается арматурная сетка и наносится цементный раствор.

Укладка бетонных и асбестоцементных раструбных труб производится раструбом вперед

Заделывая стыки керамических труб, иногда прибегают к предварительной установке колец из битумной мастики на внутреннюю поверхность раструба и внешнюю поверхность гладкого конца. Поверхность колец конической формы смягчают, нанося растворитель или расплавленный горячий битум. Таким образом производится прочное и герметичное соединение холодным способом.

Выбор полимерных труб для домашнего трубопровода

Функциональное назначение трубопровода диктует условия при выборе типа труб, диметра и материала, использованного при изготовлении. Традиционно использовавшиеся для прокладки трубопроводов материалы уступают место полимерам, не уступающим в прочности и герметичности, но значительно более легким, имеющим сравнительно низкую стоимость. У трубопровода из полимерных конструкций будет более высокая пропускная способность, а подбор комплектующих и фитингов не составит труда и не потребует значительных затрат.

Полиэтиленовые трубы рекомендуются для прокладки подземного трубопровода, так как исходный материал устойчив к температурным перепадам и давлению грунта. Для бытовых водопроводов желательно приобретение модели полиэтиленовых труб низкого давления PN10, устойчиво выдерживающих постоянное давление до десяти атмосфер. Не рекомендуется для подземных трубопроводов марка PN6 с низкой плотностью. Монтаж полиэтиленового трубопровода может осуществляться без специальных инструментов.

С учетом относительно высокого теплового расширения полиэтилена конструкция трубопровода предусматривает изгибы Г- или П-образной формы.

Для домашнего водопровода и канализации можно использовать трубы из разных полимеров

Полипропиленовые трубы жестче и прочнее полиэтиленовых. Они также легко монтируются, недостаток гибкости восполняется установкой переходников и уголков. К тому же. Их легко соединять с элементами, выполненными из других материалов.

Для домашнего водопровода протяженностью до 15 м подбираются трубы с диаметром в 20 мм, при протяженности до 30 м – 25 мм, при большей протяженности – 32 мм. (Расчет приведен с учетом среднего значения скорости воды в системе, не превышающего 2 м/с). Для подачи горячей воды потребуются полипропиленовые трубы с армирующим слоем из алюминиевой фольги или стекловолокна (PN20 или PN25). Прокладывая трубопровод из полимерных материалов, желательно все его элементы подбирать от одной фирмы-производителя. Они не должны иметь неровностей и шероховатостей.

Преимущества использования полиэтиленовых труб

Полиэтиленовый трубопровод – самый экономичный и практичный для установки в домашнем хозяйстве. Укладка системы из полиэтилена низкого давления сулит:

отсутствие проблемы коррозии;
легкость нарезки и укладки отдельных звеньев;
повышенную пропускную способность;
отсутствие накипи и засорений взвесями, содержащимися в рабочей жидкости, которые не пристанут к эластичным внутренним стенкам;
отсутствие необходимости в дополнительной защите химически инертного материала от воздействия агрессивных сред и блуждающих электрических токов;
экономию на соединительных деталях, проектировании и прокладке за счет невероятной гибкости материала, позволяющего добиться минимального радиуса изгиба, равного 25 диаметрам трубы;
легкость, упрощающую транспортировку, монтаж и укладку;
устойчивость к температурным перепадам;
санитарно-гигиеническую безопасность.

Одним из преимуществ применения полиэтиленовых труб является высокая скорость их монтажа

Обратите внимание! Прокладка полиэтиленового трубопровода в промерзающем грунте требует проведения специальных расчетов радиуса изгиба при понижении температуры. Это связано с неравномерным перемещением полиэтиленовой конструкции в вертикальной плоскости при замерзании грунта, вызывающем деформации.

Монтаж инженерных сетей трубами ПНД

Траншейная прокладка инженерных сетей с использованием ПНД требует учета следующих обстоятельств:

площади территории, где будут вестись работы;
характеристик грунта, наличия в нем твердых пород. Рыхлую почву укрепляют. При укладке в плотном и твердом грунте принято укладывать на очищенное дно траншеи утрамбованную песчаную подушку толщиной не менее 10 см. К ней может быть добавлен гравий мелких фракций;
назначения объекта;
глубины промерзания грунта. Это весьма важное обстоятельство, так как трубопровод ПНД полагается прокладывать хотя бы на 20 см ниже уровня максимального промерзания грунта, чтобы избежать повреждения системы. При невозможности требуемого заглубления приходится производить утепление труб. Канализационную систему ПНД не рекомендовано заглублять ниже отметки в 2,5-3 м.

сваркой встык. Используется, чтобы состыковать трубы большого диаметра;
электромуфтовой сваркой. Признается незаменимой, когда прокладку ведут в стесненных условиях;
раструбным методом. Используют, прокладывая наружную безнапорную канализацию, герметичность которой повышается применением уплотнительных резиновых колец и обработки герметиком;
с использованием компрессионных фитингов. Обычно к нему прибегают, прокладывая внутренние коммуникации. Диаметр труб с разъемными соединениями, по правилам, не превышает 63 мм.

ПЭ трубы с диаметром свыше 63 мм соединяют только посредством сварки

Укладка трубопровода с использованием ПНД снижает уровень эксплуатационных расходов и гарантирует долгосрочное эффективное функционирование системы.

Использование сварки при монтаже полипропиленовых труб

Сварка выступает в качестве основного средства соединения элементов при укладке трубопровода. Получение неразъемных соединений, исключающих внесение изменений в конструкцию, является чрезвычайно удобным при траншейной укладке. Полипропиленовый трубопровод может укладываться трассовым методом, предполагающим предварительное сваривание секций до размера, допускающего транспортировку. Окончательное соединение производится уже на месте.

Трубы диаметром 25 мм свариваются в течение девяти-десяти секунд, 32-миллиметровые – на две-три секунды дольше. Паяльник нагревается до 260-270º С. Требуется внимательно следить и за температурой нагрева, и за временем. При недостаточном нагреве не удастся добиться нужной прочности соединения. Перегрев проявляется в почернении пластика, которое означает, что участок испорчен и его следует удалить.

При соединении полипропиленовых элементов свариванием их предварительно очищают. Во избежание появления зазоров при стыке, глубину фитинга предварительно отмечают на конце трубы. По завершении сварки появившимся оплывам дают остыть, так как поспешное удаление деформирует трубу.

Возможные проблемы при укладке полимерных труб

Укладка полимерных труб траншейным методом представляется оптимальным выбором при обустройстве трубопровода. При необходимости проведения работ на участке, где грунт слишком твердый и прокладка траншеи затруднена, стоит, по возможности, дождаться погодных условий с повышенной влажностью. Схожего эффекта можно достичь увлажнением грунта на месте проведения прокладки.

В рыхлом грунте для подземной прокладки труб используют метод прокола

Прокладка трубопровода в рыхлом грунте сопровождается постоянным осыпанием почвы. Это может привести к деформациям в системе и выходу ее из эксплуатации. Поэтому рыхлые грунты принято укреплять, используя, в том числе, специальный геотекстиль. Другой вариант выхода из такой ситуации – использование метода прокола. Тогда труба из полимерных материалов будет помещена внутрь предварительно проложенной в качестве защитного кожуха стальной.

Полезно знать! К бестраншейному методу прокладки приходится прибегать, когда на пути трубопровода оказывается какой-то крупный объект. При этом полимерные конструкции могут дополнительно изолироваться стальным кожухом.

Проведение утепления трубопровода

Большинству наружных трубопроводов требуется дополнительная защита от низких температур. При траншейной укладке, чтобы избежать последствий размораживания системы, утепление проводят предварительно, используя известные способы:

укладку в футляре, т.е., трубе большего диаметра;
заливку монолитным слоем пенобетона;
обматывание утеплителем, например, пенопластом или пенополиуретаном, которые не будут повреждены влажностью и мелкими грызунами;
обматывание нагревательным кабелем, который спиралеобразно укладывается снаружи или внутри трубы в одну или две параллельные линии;
повышением давления в системе при невозможности провести физическую теплоизоляцию.

Системы для полива утеплять не принято, ибо их используют только в теплое время года. Но морозостойкость системы при укладке учесть стоит, так как может быть повреждена структура материалов конструкции.

Соблюдение технологических норм при укладке трубопровода в траншею позволит избежать проблем с его обслуживанием и эксплуатацией на протяжении десятилетий, особенно в том случае, если используются современные полимерные материалы.

Источник

➤