Меню

Технология сварки трубных конструкций



Сварка трубных конструкций

Трубы один из рациональных по сопротивлению различного рода нагрузкам профилей металлосортамента. Из них изготовляют несущие строительные конструкции, такие, как мостовые переходы, фермы, стропила, колонны, вышки, башни и др. Большую часть трубных конструкций, на производство которых расходуется свыше половины продукции трубной промышленности, представляют различные грубопроводные системы, включающие магистральные газонефтепроводы, водоводы и продуктопроводы, промысловые и технологические трубопроводы, теплофикационные и канализационные системы, судовые трубопроводы, трубопроводы для транспортировки сыпучих масс и продуктов, упакованных в специальные контейнеры.

Характерная особенность трубопроводных систем — однотипность сварных соединений, подавляющее большинство которых составляют кольцевые стыки, свариваемые многослойными швами.

  • Это позволяет рассматривать изготовление трубопроводных систем как крупносерийное и массовое производство.
  • Объемы сварочных работ при этом столь велики, что применение такого универсального и простого, но малопроизводительного способа сварки, как ручная дуговая сварка, часто сдерживает реализацию намеченных программ.
  • Поэтому именно в этой области заметен технический прогресс, связанный не только с совершенствованием ручной дуговой сварки, но и с применением механизированных способов сварки, объемы которых постоянно увеличиваются.

Тенденция сокращения расхода металла на трубопроводные системы за счет постоянного повышения прочности трубных сталей усложняет технологические процессы сварки и помимо обеспечения равно качественности металла шва основному металлу требует принятия соответствующих технологических мер, предотвращающих ухудшение исходных свойств основного металла в зоне термического влияния, включая снижение технологической прочности, уменьшение склонности к образованию трещин в процессе сварки и вылеживания конструкции до введения ее в эксплуатацию. Эти обстоятельства требуют уделить технологии сварки трубопроводных систем особое внимание.

Существенное отличие особенностей эксплуатации трубопроводных систем от других трубных конструкций диктует требование к сплошности сварных соединений, определяющее отсутствие утечки продукта, находящегося внутри трубы под большим избыточным давлением.

  1. Неотъемлемая часть изготовления трубопроводных систем — неразрушающий контроль, трудоемкость которого сопоставима с трудоемкостью сварки.

  1. Все это позволяет считать, что технология сварки трубопроводных систем представляет наибольший интерес по сравнению с технологией сварки других трубных конструкций.
  2. Большинство современных трубных конструкций сооружается индустриальными методами, предполагающими изготовление узлов, блоков и отдельных секций конструкции в заводских условиях или близких к ним.
  3. Эти методы, а также методы монтажа готовых узлов рассмотрены в настоящей книге.

Источник

Технология сварки труб


Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.). Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой. Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

  • технологические;
  • магистральные;
  • промышленные;
  • трубопроводы газоснабжения;
  • водяные;
  • канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

  1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
  2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
  3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

  1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
  2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
  3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.
Читайте также:  Длина водопропускной трубы диаметром 1 м

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

  • в угол;
  • в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
  • в стык;
  • внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Особенности сварки труб

Ручная дуговая варка трубопроводов значительно отличается от работы с плоскими деталями. Тоже самое касается и других видов, которые применяются для водо- или газопроводов (аргонная, газовая). Далее представлены самые основные аспекты сварки труб ручной дуговой сваркой:

  1. Режимы настройки аппарата:
  • сварочный ток рассчитывается следующим образом: диаметр электрода нужно умножить на 35. Это и будет оптимальная сила. Например, при работе с проводником в 3 мм, сила тока будет (3х35) 105А. конечно, эта цифра условная, но в среднем так и получается. При сварке труб малого диаметра и толщины не более 4мм, больше 150Атне потребуется;
  • чтобы удержать дугу, необходимо четко соблюдать расстояние между проводником и металлам. Его рассчитывают исходя из диаметра электрода +1. Например, при электроде в 4 мм, расстоянием для дуги будет 5мм.
  1. Сварка труб малого диаметра (до 10 см):
  • изначально стыки собираются вручную и прихватываются точечным методом (достаточно двух точке, располагающихся друг напротив друга);
  • при стыковке деталей толщиной 4 мм и более варят в два слоя – сначала корневым швом, а потом валиком;
  • горизонтальный шов при сварке труб малого диаметра каждый валик укладывается в противоположном направлении. Например, первый – справа налево, второй – слева направо, третий – справа налево и так далее;
  • детали, толщиной от 3 до 8 сантиметров нужно сваривать небольшими участками, для получения более качественного соединения.

  1. Поворотные стыки и сварка труб большого диаметра:
  • скорость поворота изделия должна равняться скорости ведения проводника (она устанавливается, отталкиваясь от толщины изделия (более толстые свариваются немного дольше);
  • самое выгодное положение сварочной ванны – 30 градусов от верхней точки;
  • при сваривании на участках, где есть возможность повернуть изделие на 180 градусов, работа производится в три этапа. Первый — в два приема сваривают две верхние четверти диаметра трубы в направлении навстречу друг другу в один или два слоя. Второй – повернуть изделие и проварить оставшийся стык. Третий – опять поворачивают на 180 градусов и доваривают шов до конца.
  1. Неповоротные стыки варить намного сложнее, поэтому для сварки труб ручной дуговой сваркой существует определенная технология:
  • вертикальные стыки варятся в два этапа. Периметр стыка условно делится вертикальной прямой линией на два участка. Они оба в итоге три положения: потолочное, горизонтальное и нижнее. Потолочным называется участок, занимающий примерно 20 градусов от самой нижней точки детали. Нижним – 20 градусов от верхней точки изделия. Между этими положениями находится горизонтальное положение. Работу необходимо начинать с потолочного положения и вести электрод в нижнему. Каждый участок обрабатывается короткими дугами, которые рассчитываются так: D(эл)/2.
  • горизонтальные стыки скрепляются углом назад. По отношению к оси электрод должен располагаться 80 градусов. Работа производится на средней дуге и для сварки труб малого диаметра и большого.

Соблюдая эти правила при сварке водопроводных труб электросваркой получится ровный и красивый шов, а главное герметичный, прочный и долговечный.

В завершении важно отметить, что дуговая сварка труб широко используется для работы с разными типами проводов. Мы рассмотрели, как правильно варить, находящиеся в разных положениях детали. В этом и заключается особенность обработки данных элементов, так как они соединяются разными типами швов, в разных положениях.

Новичкам, которые уже набили руку к разным видам соединения, не сложно будет адаптироваться к сварке труб ручной дуговой сваркой. И не стоит забывать, что половина успеха зависит от качества зачистки труб под сварку.

Технология сварки трубопроводов отлично показана в следующем видео:

Источник

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).

Рис.39Схема сварки стыка труб большого диаметра:

Источник

Сварка трубных конструкций дуговой сваркой.

Сварка трубных конструкций дуговой сваркой.
При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными (рис. 1).

Читайте также:  Резак для полиэтиленовых труб


Рис. 1. 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. 2). Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспечивающими требуемую форму, размеры и качество обрабатываемых кромок.
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.


Рис. 2. Подготовка кромок труб под сварку при толщине стенок 8-12 мм

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 и их диаметром. При толщине труб свыше 8 мм и диаметре больше 300 мм, сварку ведут в четыре слоя (корневой, два 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 процессе сварки поворачивают трубу (рис. 3) в сторону, противоположную направлению сварки. Второй слой выполняют аналогично первому, но в противоположном направлении.
Сварка толстостенных труб. Трубы, толщина стенки которых составляет 8-12 мм, сваривают в три слоя плюс декоративный шов.


Рис. 3. Схема сварки стыка труб малого диаметра

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 2-3 мм.
Для получения провара без сосулек и грата движение электрода должно быть 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 выполняют электродом 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. 4).
1. Стык делят на четыре участка.
Вначале сваривают участки 1-2, после чего трубу поворачивают на 180° и заваривают участки 3 и 4 (рис. 4, а).


Рис. 4. Схема сварки стыка трубы:
а — второго слоя; б — третьего слоя

2. Трубу поворачивают еще на 90° и сваривают участки 5 и 6, затем поворачивают трубу на 180° и сваривают участки 7 и 8 (рис. 4, б).
В процессе сварки нужно следить, 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. 5, а) После сварки 1-го слоя трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 5-6, затем поворачивают на 90° и сваривают участки 7-8 (рис. 5, б).


Рис. 5. 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.
Трубы диаметром более 500 мм сваривают обратно-ступенчатым способом. Длина каждого участка зависит от диаметра трубы и составляет 150-300 мм (рис. 6).


Рис. 6. Схема сварки стыка труб большого диаметра:
а — первого слоя; б — второго слоя

Выполнить практическое задание (устно):

3. Подготовка, сборка, прихватка и сварка двух труб Ø 70 мм «с козырьком».

Источник