Технология сварки трубы 426 мм

Технологические особенности сварки труб большого диаметра

Для производства труб большого диаметра применяется дуговая сварка под слоем флюса. В качестве заготовки при изготовлении труб дуговой сваркой под слоем флюса с прямым швом используют горячекатаную листовую сталь мерной длины 6,0 — 12,5 м, а труб со спиральным швом — горячекатаный лист в рулонах из углеродных и низколегированных сталей. Последовательность технологи- с их операций при сварке прямошовных и спиральношовных труо показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема сварки прямошовных (а) и спиральношовных (б) труб под слоем флюса: 1 — свариваемая труба; 2 — сварочный автомат; 3 — подвод флюса.

Сварка прямошовных труб осуществляется двумя дугами, горящими в одну ванну. Электроды устанавливаются под углом 1,05 рад к образующей трубы. Скорость сварки наружного шва 160 м/ч, внутреннего шва — 100 — 120 м/ч.

При наружной сварке обе дуги питаются переменным током от сварочных трансформаторов. При сварке внутренних швов питание первой дуги осуществляется постоянным током от сварочных преобразователей, а питание второй дуги — переменным током от сварочных трансформаторов.

Заготовки, сформованные из целого листа, «карт» и полуцилиндров, подвергают сварке двусторонними сварными швами или односторонним швом с глубоким проплавлением и обратным формированием шва на флюсомедной подушке. Наружные сварные швы могут быть выполнены по двум схемам: а) заготовка движется под неподвижной сварочной головкой (сварочные станы в этом случае называются непрерывными); б) заготовка неподвижна, а движется сварочная головка. Сварка осуществляется за один рабочий ход сварочной головки, а обратный ход головки (возврат) является холостым (станы называются проходными). В проходных станах сваривают заготовки, собранные на прихватках, в непрерывных — без прихваток.

Принципиальных отличий в конструкциях станов для сварки наружных и внутренних швов труб, свариваемых из целого листа, «карт» и полуцилиндров нет, поэтому рассмотрена работа стана и других вспомогательных установок на примере оборудования, предназначенного для сварки труб из двух полуцилиндров.

Предварительно сформованные полуцилиндры поступают на участок укладки, где комплектуются попарно с помощью укладчика и осуществляется операция выравнивания кромок в горизонтальной плоскости с целью облегчения задачи их в сборочное устройство.

Выровненные заготовки поступают на сборочное устройство» которое предназначено для сборки двух полуцилиндров и подачи их в стан для наложения первого наружного шва.

Доформовку, сведение кромок двух полуцилиндров и сварку одного продольного шва осуществляют в первом стане наружной сварки. Второй наружный шов накладывают во втором стане наружной сварки.

Стан состоит из входного и выходного рольганга, блока клетей, сварочного автомата и блока со сварочной ‘и флюсовой аппаратурой.

Блок клетей имеет три клети с горизонтальными приводными валками и две клети с вертикальными неприводными валками сварочной клети, токосъемники, направляющие ножи первой и второй клети с вертикальными валками. Первая клеть с горизонтальными валками служит для подачи заготовок в зону сварки и сборки. В клетях с вертикальными валками осуществляются доформовка и сведение кромок трубной заготовки.

Сварочная клеть служит для качественной сборки заготовки и плотного прижатия кромок заготовки к медным пластинам гусеничного башмака во избежание прожога и протекания жидкого металла в процессе сварки. Клеть состоит из двух вертикальных станин, девяти роликовых обойм с прижимами, четырех токосъемников, шести ребер жесткости и четырех пар нажимных механизмов для настройки сварочной клети.

Сварку проводят при помощи сварочного автомата одновременно двумя или тремя дугами, причем первый по ходу сварки электрод с помощью специального механизма колеблется поперек оси шва с частотой 10-22 колебания в 1 с и амплитудой 2-6 мм. Колебание электрода поперек оси шва дает возможность за счет уменьшения длины сварочной ванны избежать образования подрезов с одновременным увеличением скорости сварки.

Сила тока при сварке наружных и внутренних швов составляет 800 — 1100 А для первой дуги и 1050 — 1350 А для второй дуги, напряжение соответственно 40 — 55 и 50 — 65 В.

Скорость сварки зависит от толщины стенки трубы:

Технология ручной дуговой сварки покрытым электродом

Выбор параметров режима

Род и полярность тока определяют в зависимости от марки стали, толщины стенки трубы, марки покрытого электрода.

Сварочный ток обуславливается диаметром электрода dэ (мм), который выбирают в зависимости от толщины трубы:

Низкоуглеродистые и низколегированные конструкционные стали:

Высоколегированные хромоникелевые стали:

Напряжение на дуге определяется ее длиной. Оптимальную длину дуги выбирают между минимальной (0,5dэ) и максимальной (dэ+1).

Скорость сварки сварщик назначает в зависимости от требуемых геометрических размеров шва или наплавляемого валика.

Ориентировочные режимы сварки

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток (А) при положении шва

При сварке труб малого (до 100 мм) диаметра с толщиной стенки 2-10 мм из углеродистых, низколегированных и теплоустойчивых сталей:

  • стык собирают в приспособлениях и прихватывают ручной аргонодуговой сваркой в одной или двух точках, расположенных симметрично;
  • стык, скрепленный одной прихваткой, сразу же обваривают, начиная со стороны, противоположной прихватке;
  • при толщине стенки менее 3 мм прихватку выполняют электродом диаметром не более 2,5 мм.

Стыки труб со стенкой толщиной более 4 мм сваривают не менее чем в два слоя:

I — корневой шов (слой); II — облицовочные валики (слои); 1; 2; 3; 4; 5 — очередность выполнения

Очередность ручной сварки стыков труб диаметром менее 100 мм

С двумя прихватками длиной 10-15 мм, высотой 3-4 мм С одной прихваткой длиной 10-20 мм, высотой 3-4 мм Без прихваток (с помощью приспособления)
Вертикальное положение стыка
Горизонтальное положение стыка

При сварке труб диаметром 30-83 мм :

Сварка поворотных стыков труб

При сварке на вращателях подбирают скорость вращения трубы (Vвр), равную скорости сварки (Vсв). Положение сварки, наиболее удобное для формирования шва, находится не в зените, а в точке, отстоящей от вертикали на 30-35° в сторону, обратную направлению вращения трубы.

Когда вращателей нет или они нецелесообразны, свариваемые стыки труб поворачивают на углы 60-110°. Это позволяет формировать шов в самом удобном положении — нижнем.

Трубы диаметром более 219 мм сваривают обратноступенчатым способом за два полных оборота:

Трубы с поворотом на 180° сваривают в три приема. Вначале одним или двумя слоями сваривают участки ГЛ и ВЛ. После этого трубу поворачивают на 180° и заваривают участки ВБ и ГБ на всю толщину.

Затем трубу поворачивают на 180° и заваривают оставшуюся разделку на участках ГА и ВЛ. Сварку труб с поворотом на 180° могут выполнять как один сварщик, так и двое.

Сварку стыков труб с поворо том на 90° ведут тоже в три приема. Сперва заваривают участок стыка АВБ, укладывая один-два слоя. Потом трубу поворачивают на 90° и заваривают участок АГБ на всю толщину. Наконец, следуют обратный поворот на 90° и заварка оставшейся толщины трубы на участке АВБ.

Сварка с поворотом стыка позволяет качественно формировать шов с минимальными деформациями и напряжениями, плавным переходом к основному металлу, с минимальной чешуйчатостью без наплывов и подрезов.

Сварка неповоротных стыков труб

Вертикальные неповоротные стыки сваривают снизу вверх.

Сварку первых трех слоев в стыках труб диаметром более 219 мм следует выполнять обратноступенчатым способом. Длина каждого участка должна быть 200-250 мм.

Длина участков последующих слоев может составлять половину окружности стыка. Стыки труб с толщиной стенки до 16 мм можно сваривать участками длиной, равной половине окружности, начиная со второго слоя.

Очередность выполнения швов (1-14) и слоев (I-IV) одним сварщиком

Очередность наложения превого слоя двумя сварщиками при сварке неповоротных стыков труб диаметром более 219 мм

Горизонтальные неповоротные стыки труб диаметром более 219 мм, выполняемые одним сварщиком, необходимо сваривать обратноступенчатым способом участками длиной 200-250 мм. Четвертый и последующие слои можно сваривать вкруговую.

Очередность (1-12) выполнения швов одним сварщиком

При сварке горизонтального стыка двумя сварщиками последовательность сварки корневого шва зависит от диаме тра труб. Если диаметр менее 300 мм, то каждый сварщик заваривает участок длиной в половину окружности. В один и тот же момент сварщики должны находиться у диаметрально противоположных точек стыка. Если диаметр труб 300 мм и более, то корневой шов сваривают обратноступенчатым способом участками по 200-250 мм.

В стыках труб диаметром до 300 мм с толщиной стенки более 40 мм первые три слоя следует сваривать обратноступенчатым способом, а последующие слои — участками, равными половине окружности.

Стыки труб из низколегированных сталей диаметром свыше 600 мм при толщине стенки 25-45 мм сваривают так: все слои шва выполняют обратноступенчатым способом участ ками не более 250 мм.

Трубы диаметром более 600 мм из хромомолибденованадиевых сталей сваривают одновременно двое и более сварщиков, у каждого из которых свой отрезок стыка. Применяют обратноступенчатый способ (участки по 200-250 мм). Четвертый и последующие слои допускается выполнят ь участками, равными четверти окружности.

Очередность выполнения и примерное расположение слоев и валиков (1 — 20) при сварке вертикального и горизонтального стыков толстостенных труб из углеродистых и низколегированных сталей

СНиП III-42-80 : Сборка, сварка и контроль качества сварных соединений трубопроводов

4.1. Перед сборкой и сваркой труб необходимо:

произвести визуальный осмотр поверхности труб (при этом трубы не должны иметь недопустимых дефектов, регламентированных техническими условиями на поставку труб);

очистить внутреннюю полость труб от попавшего внутрь грунта, грязи, снега;

выправить или обрезать деформированные концы и повреждения поверхности труб;

очистить до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм.

При стыковой сварке оплавлением следует дополнительно зачищать торец трубы и пояс под контактные башмаки сварочной машины.

4.2. Допускается правка плавных вмятин на торцах труб глубиной до 3,5 % диаметра труб и деформированных концов труб безударными разжимными устройствами. При этом на трубах из сталей с нормативным временным сопротивлением разрыву до 539 МПа (55 кгс/мм2) допускается правка вмятин и деформированных концов труб при положительных температурах без подогрева. При отрицательных температурах окружающего воздуха необходим подогрев на 100—150°С. На трубах из сталей с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм2) и более — с местным подогревом на 150—200° С при любых температурах окружающего воздуха.

Участки и торцы труб с вмятиной глубиной более 3,5 % диаметра трубы или имеющие надрывы необходимо вырезать.

Читайте также  Утюжок для спаивания пластиковых труб

Допускается ремонт сваркой забоин и задиров фасок глубиной до 5 мм.

Концы труб с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм следует обрезать.

4.3. Сборка труб диаметром 500 мм и более должна производиться на внутренних центраторах. Трубы меньшего диаметра можно собирать с использованием внутренних или наружных центраторов. Независимо от диаметра труб сборка захлестов и других стыков, где применение внутренних центраторов невозможно производится с применением наружных центраторов.

4.4. При сборке труб с одинаковой нормативной толщиной стенки смещение кромок допускается на величину до 20 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм при дуговых методах сварки и не более 2 мм при стыковой сварке оплавлением.

4.5. Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра или труб с деталями (тройниками, переходами, днищами, отводами) допускается при следующих условиях:

если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых 12 мм и менее) не превышает 2,5 мм;

если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых более 12 мм) не превышает 3 мм.

Соединение труб или труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами или трубами с дeтaлями переходников или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.

При разнотолщинности до 1,5 толщины допускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной разделке кромок более толстой стенки трубы или детали. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов должны соответствовать указанным на рис. 1.

Смещение кромок при сварке разностенных труб, измеряемое по наружной поверхности, не должно превышать допусков, установленных требованиями п. 4.4 настоящего раздела.

Подварка изнутри корня шва разностенных труб диаметром 1000 мм и более по всему периметру стыка обязательна, при этом должен быть очищен подварочный слой от шлака, собраны и удалены из трубы огарки электродов и шлак.

Рис. 1. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов разнотолщинных труб (до 1,5 толщины стенки)

4.6. Каждый стык должен иметь клеймо сварщика или бригады сварщиков, выполняющих сварку. На стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву до 539 МПа (55 кгс/мм2) клейма должны наноситься механическим способом или наплавкой. Стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм2) и более маркируются несмываемой краской снаружи трубы.

Клейма наносятся на расстоянии 100—150 мм от стыка в верхней полуокружности трубы.

4.7. Приварка каких-либо элементов, кроме катодных выводов, в местах расположения поперечных кольцевых, спиральных и продольных заводских сварных швов, не допускается. В случае если проектом предусмотрена приварка элементов к телу трубы, то расстояние между швами трубопровода и швом привариваемого элемента должно быть не менее 100 мм.

4.8. Непосредственное соединение труб с запорной и распределительной арматурой разрешается при условии, что толщина свариваемой кромки патрубка арматуры не превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы в случае специальной подготовки кромок патрубка арматуры в заводских условиях согласно рис. 2.

Во всех случаях, когда специальная разделка кромок патрубка арматуры выполнена не в заводских условиях, а также когда толщина свариваемой кромки патрубка арматуры превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы, соединение следует производить путем вварки между стыкуемой трубой и арматурой специального переходника или переходного кольца.

Рис. 2. Подготовка промок патрубков арматуры при непосредственном соединении их с трубами

4.9. При сварке трубопровода в нитку сварные стыки должны быть привязаны к пикетам трассы и зафиксированы в исполнительной документации.

4.10. При перерыве в работе более 2 ч концы свариваемого участка трубопровода следует закрыть инвентарными заглушками для предотвращения попадания внутрь трубы снега, грязи и т. п.

4.11. Кольцевые стыки стальных магистральных трубопроводов могут свариваться дуговыми методами сварки или стыковой сваркой оплавлением.

4.12. Допускается выполнение сварочных работ при температуре воздуха до минус 50°С.

При ветре свыше 10 м/с, а также при выпадении атмосферных осадков производить сварочные работы без инвентарных укрытий запрещается.

4.13. Монтаж трубопроводов следует выполнять только на монтажных опорах. Применение грунтовых и снежных призм для монтажа трубопровода не допускается.

4.14. К прихватке и сварке магистральных трубопроводов допускаются сварщики, сдавшие экзамены в соответствии с Правилами аттестации сварщиков Госгортехнадзора России, имеющие удостоверения и выдержавшие испытания, регламентируемые требованиями пп. 4.16—4.23 настоящего раздела.

4.15. Изготовление сварных соединительных деталей трубопровода (отводов, тройников, переходов и др.) в полевых условиях запрещается.

4.16. При производстве сварочных работ каждый сварщик (бригада или звено сварщиков в случае сварки стыка бригадой или звеном) должен (должны) сварить допускной стык для труб диаметром до 1000 мм или половину стыка для труб диаметром 1000 мм и более в условиях, тождественных с условиями сварки на трассе, если:

он (они) впервые приступил(и) к сварке магистрального трубопровода или имел(и) перерыв в своей работе более трех месяцев;

сварка труб осуществляется из новых марок сталей или с применением новых сварочных материалов, технологии и оборудования;

изменился диаметр труб под сварку (переход от одной группы диаметров к другой — см. а — в на рис. 3);

изменена форма разделки торцов труб под сварку.

Рис. 3. Схема вырезки образцов для механических испытаний

а — трубы диаметром до 400 мм включительно; б — трубы диаметром от 400 мм до 1000 мм; в — трубы диаметром 1000 мм и более; 1 —образец для испытания на растяжение (ГОСТ 6996-66, тип XII или XIII); 2 — образец на изгиб корнем шва наружу (ГОСТ 6996—66, тип XXVII или XXVIII) или на ребро; 3 — образец на изгиб корнем шва внутрь (ГОСТ 6996—66, тип XXVII или XXVIII) или на ребро

4.17. Допускной стык подвергается:

визуальному осмотру и обмеру, при котором сварной шов должен удовлетворять требованиям пп. 4.26; 4.27 настоящего раздела;

радиографическому контролю в соответствии с требованиями п.4.28 настоящего раздела;

механическим испытаниям образцов, вырезанных из сварного соединения в соответствии с требованиями п. 4.19 настоящего раздела.

4.18. Если стык по визуальному осмотру и обмеру или при радиографическим контроле не удовлетворяет требованиям пп.4.26,4.27, 4.32 настоящего раздела, то производится сварка и повторный контроль двух других допускных стыков; в случае получения при повторном контроле неудовлетворительных результатов хотя бы на одном из стыков бригада или отдельный сварщик признаются не выдержавшими испытание.

4.19. Механическими испытаниями предусматривается проверка образцов на растяжение и изгиб, вырезанных из сварных соединений. Схема вырезки и необходимое количество образцов для различных видов механических испытаний должны соответствовать указанным на рис. 3 и в табл. 3.

Диаметр трубы, мм

Количество образцовдля механических испытаний

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.

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.
Читайте также  Понятие и применение электронно-лучевой сварки

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:

  • горизонтальные;
  • нижние;
  • вертикальные;
  • потолочные.

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:

Как сваривать трубы

Существует несколько способов сварки трубопроводов (стальных). Но появление инверторов отодвинуло все способы, и теперь сварка труб в быту проводится именно этим аппаратом. Во-первых, это простота сварочного процесса, во-вторых, доступность и высокая безопасность. Тем более, технология сварки труб не очень сложная, главное правильно провести подготовку и выбрать необходимые расходные материалы.

Подготовка труб к сварке

Сварочный процесс начинается именно с подготовки. В первую очередь нужно выбрать электроды, которыми трубы и будут свариваться. Здесь два критерия выбора: материал, из которого делается металлический стержень, и обмазка – материал, покрывающий стержень.

Для сварки металлических труб используются плавящиеся электроды и неплавищиеся. В первых стержень плавится, во вторых нет. Во втором случае используется дополнительный материал – присадка, которая и заполняет собой сварочный шов. Практика показывает, что сварка труб плавящимися электродами сегодня в бытовых условиях используется чаще. Просто потому что этот способ проще.

Теперь, что касается обмазки электродов. Здесь несколько позиций, где используются различные материалы для образования защитной поверхности.

  • Рутиловые.
  • Кислотные.
  • Рутилово-кислотные.
  • Целлюлозные.
  • Рутилово-целлюлозные.
  • Основные.

У каждой позиции свои плюсы и минусы, поэтому при выборе необходимо учитывать условия сварки трубопроводов. Но есть среди них универсальный вариант – это электроды с основным покрытием. К данной категории относятся такие марки электродов, как УОНИ, ОЗС, ВИ, ЭА, НИАТ, ОЗШ и другие менее известные. Начинающим сварщикам рекомендуется проводить сварку труб электродами УОНИ.

Перед тем как сварить две трубы, необходимо понять, что существует несколько видов сварных соединений.

  • Встык, когда две трубы располагаются напротив друг друга.
  • Внахлест, так обычно соединяются две трубы разного диаметра, или одинакового диаметра, только одна из труб развальцовывается, то есть, ее диаметр механическим способом увеличивается.
  • Тавровое соединение, когда два трубопровода стыкуются в перпендикулярных плоскостях.
  • Угловое соединение, когда стык производится под углом меньше 90°.

Кстати, вариант под номером один кажется очень простым. Но в нем таится сложность самого процесса. Во-первых, варить такой шов лучше в нижнем положении, это когда электрод в стык соединения подается сверху. Во-вторых, проварить металл надо во всю толщину стенки.

И еще несколько полезных советов.

  • Для сварки трубопроводов встык и тавр лучше всего использовать электроды диаметром 2-3 мм.
  • Режим сварки, то есть, величина устанавливаемого тока должна быть в пределах 80-100 ампер. При сварке внахлест силу тока нужно поднять до 120 А.
  • Заполняемость сварочного шва должна быть такой, чтобы над плоскостью трубы металл поднимался на 2-3 мм.
  • Сварка профильных труб (квадратных) производится точечно. То есть, сначала сваривается небольшой участок на одной стороне, затем на противоположной, после на соседней и далее на противоположной соседней. После чего производится полная сварка стыков. Цель – чтобы труба не покоробилась в процессе ее нагрева.

Перед тем как варить трубы электросваркой, их необходимо подготовить. В основном это касается кромок. Вот последовательность, как это надо делать.

  1. Проверяются геометрические размеры на соответствие проводимому монтажу трубопроводов. Могут стыковаться трубы с разной толщиною стенки, что может привести к не провару толстой трубы или к прожогу тонкой.
  2. В разрезе трубопровод должен быть круглым, а не овальным или другой формы. Это просто обеспечит качество сваренного стыка и упростит сам процесс.
  3. Стенки труб должны быть без дефектов: трещин, заломов, расширений и так далее.
  4. Срез кромки должен быть прямым (90°).
  5. Кромки защищаются до металлического блеска (используется щетка, наждачка). Длина зачищаемого участка – не меньше 1 см от кромки.
  6. Удаляются масляные и жировые пятна, краска, обязательно торцы обезжириваются при помощи любого растворителя.

И хотя электроды УОНИ не являются капризными, то есть, с их помощью можно заварить даже ржавые детали, на качество шва влияют любые дефекты металла. Поэтому стоит уделить немного времени для подготовки кромок трубопровода.

Сварка стальных труб

Сварка труб круглого сечения производится беспрерывным швом. То есть, если процесс начался с одной точки, то он должен закончиться на ней же, не отрывая электрода от свариваемой поверхности. При сварке труб большого диаметра (свыше 110 мм) одним электродом заполнить шов невозможно. Поэтому необходимо применять многослойную сварку, где количество слоев определяется толщиною стенок труб. К примеру:

  • Если толщина стенки 6 мм, то достаточно и двух слоев металла.
  • 6-12 мм – сварка производится в три слоя.
  • Больше 12 мм – больше четырех слоев.

Внимание! Многослойная сварка производится с одним требованием. Перед нанесением последующего слоя предыдущих должен остыть.

Сборка трубопровода

Перед тем как сваривать трубы, чтобы упростить поставленную задачу, необходимо собрать сварочный стык. То есть, устанавливаете трубы согласно конструкции сборки, зажимаете их, чтобы они не двигались и не смещались. После чего делается прихватка. Это когда делается точечная сварка в одном месте, если трубопровод собирается из изделий большого диаметра, то прихватку можно делать в нескольких местах.

В принципе, все готово, можно варить трубопровод. Казалось бы, на этом разговор о сварке можно было бы и завершить. Но для начинающих сварщиков он только начинается, потому что сварочный процесс, связанный со сборкой трубопроводов, это большое количество нюансов. Вот только некоторые из них, которые необходимо взять на вооружение.

  • Варить трубы толщиною более 4 мм можно коренным швом, это когда металл заполняет пространство между кромками во всю глубину, и валковым, когда сверху шва образуется валик высотою 3 мм.
  • При соединении труб диаметром 30-80 мм вертикальным швом технология чуть отличается от нижнего расположения шва. Сначала заполняется объем 75%, затем остальное пространство.
  • При многослойной технологии сварки горизонтальный шов варится двумя слоями так, чтобы последующий наносился в противоположном направлении, чем предыдущий.
  • Точка соединения слоя нижнего не должна совпадать с такой же точкой слоя верхнего. Замковая точка – это конец (начало) шва.
  • Обычно при сварке труб последние надо все время поворачивать. Делают это вручную, поэтому необходимо знать, что оптимальный сектор поворота 60-110°. Просто в этом диапазоне шов располагается в удобном для сварщика месте. Его длина самая максимальная, и это позволяет контролировать беспрерывность шовного соединения.
  • Самое сложно, как считают многие сварщики, это поворачивать трубопровод сразу на 180° и при этом соблюсти качество сварного шва. Поэтому при таком повороте рекомендуется технологию сварки изменять. То есть, сначала проваривается шов на глубину до 2/3 одним или двумя слоями. Затем трубопровод поворачивается на 180°, где шов заполняется полностью в несколько слоев. Далее опять идет поворот на 180°, где шов до конца заполняется металлом электрода. Кстати, такие стыки называются поворотными.
  • Но есть и неповоротные стыки, это когда труба к трубе приваривается в неподвижной конструкции. Если трубопровод расположен горизонтально, то варить стык между его частями надо, разделив его на две части. Сварка начинается с нижней точки (потолочной) и перемещается к верхней. Точно также сваривается и вторая половина стыка.
Читайте также  Виды дефектов при сварке

И последний этап в технологии сварки труб – это контроль качества шва. Его необходимо обстучать молотком, чтобы сбить шлак. Затем визуально проверить на наличие трещин, выемок, сколов, прожогов и не проваров. Если трубопровод предназначен для жидкостей или газов, то после сборки в него запускают воду или газ, чтобы проверить на предмет протечек.

Процесс сварки на самом деле мероприятие ответственное. И только опыт сварщика может с первого раза гарантировать качество конечного результата. Но опыт – дело наживное. Предлагаем посмотреть видео – как правильно варить стальные трубы.

Технология сварки кольцевого стыка трубопровода из труб диаметром 219х8 мм

Процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматической сварки порошковой проволокой в защитных газах. Расчет предельного состояния по условию прочности, времени сварки кольцевого стыка и количества наплавленного металла.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.05.2014
Размер файла 167,8 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технологический раздел

1.1 Составление схемы сварного соединения кольцевого стыка

1.2 Описание эффективных методов сборки и сварки кольцевого стыка

1.3 Выбор материалов конструкции трубопровода

1.4 Выбор сварочного оборудования

1.5 Выбор приспособлений для сборки стыка

1.6 Выбор сварочных материалов, режимов прихватки и сварки

1.7 Технологический процесс сварки кольцевого стыка

2. Специальный раздел. Расчетная часть

2.1 Расчет предельного состояния по условию прочности

2.2 Расчет времени сварки кольцевого стыка

2.3 Расчет количества наплавленного метала

3. Охрана труда и экологическая безопасность

Список используемых источников

Сварка — процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого.

Источником теплоты является электрическая дуга, возникающая между торцом электрода и свариваемым изделием при протекании сварочного тока в результате замыкания внешней цепи электросварочного аппарата. Выделяющееся тепло нагревает торец электрода и оплавляет свариваемые поверхности, что приводит к образованию сварочной ванны — объёма жидкого металла. В процессе остывания и кристаллизации сварочной ванны образуется сварное соединение.

Сварка плавящимся электродом

В качестве электрода используется металлическая проволока, к которой через специальное приспособление (токопроводящий наконечник) подводится ток. Электрическая дуга расплавляет проволоку, и для обеспечения постоянной длины дуги проволока подаётся автоматически механизмом подачи проволоки. Для защиты от атмосферы применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки вместе с электродной проволокой. Следует заметить, что углекислый газ является активным газом — при высоких температурах происходит его диссоциация с выделением кислорода. Выделившийся кислород окисляет металл. В связи с этим приходится в сварочную проволоку вводить раскислители (такие, как марганец и кремний). Другим следствием влияния кислорода, также связанным с окислением, является резкое снижение поверхностного натяжения, что приводит, среди прочего, к более интенсивному разбрызгиванию металла, чем при сварке в аргоне или гелии.

Ручная дуговая сварка

Для сварки используют электрод с нанесённым на его поверхность покрытием (обмазкой).

При плавлении обмазки образуется защитный слой, отделяющий зону сварки от атмосферных газов (азота, кислорода), и способствующий легированию шва, повышению стабильности горения дуги, удалению неметаллических включений из металла шва, формированию шва и т. д. В зависимости от типа электрода и свариваемых материалов электросварка производится постоянным током обеих полярностей или переменным током.

Сварочный процесс, при котором подача сварочной проволоки и перемещение сварочной головки осуществляется автоматически, а оператор устанавливает, наблюдает и корректирует параметры режимов сварочного процесса.

Автоматическая односторонняя сварка порошковой проволокой в среде защитных газов предназначена для сварки заполняющих и облицовочного (облицовочных) слоев шва неповоротных стыков труб диаметром от 426 до 1220 мм с толщинами стенок 8мм и более по корневому слою шва, выполненному иным способом сварки регламентированным положениями настоящего РД.

Управления головками построено на базе микропроцессора, что позволяет учитывать особенности технологии сварки стыка в целом и/или каждого слоя в отдельности, как при настройке головки, так и во время сварки.

Головка может быть запрограммирована на сварку любого одного, нескольких или всех слоев шва.

Сварка осуществляется на жесткой вольтамперной характеристике, постоянном токе обратной полярности. Амплитуда колебаний электрода устанавливается по ширине разделки. Тип и полярность тока -постоянный, обратная

Сварка трубопроводов — основной и наиболее ответственный этап в технологическом процессе строительства трубопроводов, определяющий надежность всей трубопроводной системы в период эксплуатации.

Данный курсовой проект направлен на: закрепление, углубление, расширение и систематизации заданий, полученных при изучении данной и других, предшествовавших дисциплин;

Приобретение опыта аналитической, расчётной работы и формирование соответствующих умений;

Развитие умений работы со специальной литературой и иными информационными источниками;

Формирование умений формулировать логически обоснованные выводы;

Формирование умений выступать перед аудиторией с докладом при защите проекта (работы).

Термины и определения

Горячий проход: Слой шва, выполняемый по не успевшему остыть ниже регламентированной температуры металлу корневого слоя шва выполняемый для снятия внутренних напряжений в корневом слое шва.

Корректирующий слой: Слой шва, выполняемый на определенных участках сварного соединения для компенсации неравномерной высоты сварного шва выполняемый, как правило перед началом сварки первого облицовочного слоя.

Операционная технологическая карта: Документ, составленный для конкретного сварного соединения, объекта, в лаконичной, простой для пользователя табулированной форме типовых технологических карт.

Обозначения и сокращения

АППГ — автоматическая сварка порошковой проволокой в среде активных газов и смесях;

ВИК — визуальный и измерительный контроль;

РДС — ручная дуговая сварка покрытыми электродами

РК — радиографический контроль;

ТУ- технические условия;

УЗК — ультразвуковой контроль;

ОСТ — организации системы «Транснефть»

1. Технологический раздел

1.1 Составление схемы сварного соединения кольцевого стыка

Характеристика труб и соединительных деталей для строительства и ремонта трубопроводов

Трубы, детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы, применяемые при выполнении сварочных работ должны пройти входной контроль с оформлением соответствующих актов входного контроля в установленном порядке.

При проведении входного контроля проверяется наличие сертификатов (паспортов) на трубы, соединительные детали трубопроводов, запорную арматуру и сварочные материалы, которые будут применены для сооружения объекта, а также соответствие маркировки обозначениям, указанным в сертификатах (паспортах). Документы, подтверждающие качество продукции, должны быть на русском языке или иметь перевод, оформленный в установленном порядке.

При отсутствии клейм, маркировки, сертификатов (или других документов, удостоверяющих их качество) трубы, соединительные детали трубопроводов, запорная арматура и сварочные материалы к сборке и сварке не допускаются.

Трубы изготовляют немерной длины от 10,5 до 12,0 м. Допускают изготовление до 10 % (по массе) труб типов 1—3 длиной не менее 8 м и до 3 % (по массе) труб типа 1 длиной не менее 5 м.

По согласованию между потребителем и изготовителем допускают изготовление труб мерной длины всех типов с предельным отклонением плюс 100 мм от общей длины:

при диаметре от 114 до 219 мм включительно — от 6 до 9 м;

Предельные отклонения по общей длине мерных труб не должны превышать плюс 100 мм.

По согласованию между потребителем и изготовителем допускают изготовление труб номинальной длиной от 12 до 24 м включительно с одним кольцевым швом или без него.

Предельные отклонения по толщине стенки труб должны соответствовать предельным отклонениям по толщине металла согласно ГОСТ 19903 для листового и рулонного проката нормальной точности.

Для труб типов 2 и 3 из стали контролируемой прокатки плюсовой допуск для листового и рулонного проката нормальной точности — по ГОСТ 19903, а минусовой допуск не должен превышать 5 % номинальной толщины стенки, но не более 0,8 мм для толщин более 16 мм.

Отклонение профиля наружной поверхности труб типов 2 и 3 от окружности в области сварного соединения на концевых участках длиной 200 мм от торцов и по дуге периметра 200 мм не должно превышать 0,15 % номинального диаметра.

Отклонение от перпендикулярности торца трубы относительно образующей (косина реза) не должно превышать: 1,0 мм — при диаметре труб до 219 мм включительно, 1,5 мм — при диаметре свыше 219 до 426 мм включительно, 1,6 мм — при диаметре свыше 426 мм.

Кривизна труб всех типов не должна превышать 1,5 мм на 1 м длины. Общая кривизна труб не должна превышать 0,2 % длины трубы.

Предельные отклонения по наружному диаметру корпуса труб от номинальных размеров должны соответствовать указанным в таблице 2.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: