Технология сварки стальных труб: способы, особенности, видео

Способы сварки трубопроводов. Подготовка кромок труб под сварку. Входной контроль в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий на трубы. Требования к сборке. Организация рабочего места сварщика, а также охрана труда.

Способы сварки трубопроводов. Подготовка кромок труб под сварку. Входной контроль в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий на трубы. Требования к сборке. Организация рабочего места сварщика, а также охрана труда.

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В зависимости от функциональных назначений трубопроводы подразделяют на:

* промысловые трубопроводы.

* магистральные трубопроводы.

* трубопроводы пара и горячей воды.

* технологические трубопроводы.

* трубопроводы газоснабжения (распределительные).

* водоснабжение и канализация.

Значительный объем в сталях, применяемых для изготовления труб и строительства трубопроводов различного назначения, занимают низкоуглеродистые и низколегированные стали с пределом текучести до 500 МПа.

1. Технологический процесс сварки труб

Способы сварки трубопроводов классифицируют как термические, термомеханические и механические. Термические способы включают все виды сварки плавлением (дуговая, газовая, плазменная, электронно-лучевая, лазерная и др. виды сварки. К термомеханическому классу относятся стыковая контактная сварка, сварка магнитоуправляемой дугой. К механическим способам относятся сварка трением и взрывом.

Ручная дуговая сварка выполняется в различных пространственных положениях стыка: – нижнем, вертикальном и потолочном. В процессе сварки вручную электрод перемещают по периметру стыка со скоростью 8…20 м/ч.

Газовая сварка выполняется двумя способами: левым и правым. Газовая сварка, так же как и ручная дуговая выполняется в различных пространственных положениях стыка: – нижнем, вертикальном горизонтальном и потолочном. Изменяя тепловую мощность пламени и его положение относительно места сварки, сварщик в широких пределах может регулировать скорость нагрева и охлаждения свариваемого металла.

Сварку разрешается производить при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С, т.к. при более низких температурах происходит интенсивное насыщение расплавленного шва газами (особенно кислородом и водородом). Это вызывает значительную пористость и снижает механическую стойкость сварного шва. Трубы из легированных сталей разрешается сваривать при температуре не ниже – 10°С, т.к. эти стали склонны закаливаться на воздухе с образованием закалочных трещин.

2. Подготовка кромок труб под сварку

Перед началом сварочно-монтажных работ необходимо убедиться в том, что используемые трубы и детали трубопроводов имеют сертификаты качества и соответствуют проекту, техническим условиям на их поставку. Трубы и детали должны пройти входной контроль в соответствии с требованиями соответствующих стандартов и технических условий на трубы. Концы труб и соединительных деталей должны иметь форму и размеры скоса кромок, соответствующие применяемым процессам сварки. При их несоответствии допускается механическая обработка кромок в трассовых условиях. Подготовка труб к сварке включает в себя: правку свариваемых концов, очистку кромок от грязи, масла и оксидов и сборку. Кромки под сварку готовят на заводах-изготовителях труб. При отсутствии скоса кромок необходимо снять фаску резцом или резаком-труборезом. Очистку совершают с помощью бензина или растворителя.

На рис. 1 представлены типы разделки кромок труб для ручной дуговой сварки (а, б), автоматической сварки в среде защитных газов (в), автоматической сварки под флюсом (г, д, е, ж) и порошковой проволокой с принудительным формированием (а, б).

3. Требования к сборке труб

Сборка стыков под сварку заключается в совмещении кромок труб таким образом, чтобы совпадали поверхности свариваемых труб и не была нарушена ось нитки трубопровода. Зазор между кромками должен быть одинаковый по всему контуру свариваемого шва.

Перед сборкой труб необходимо очистить внутреннюю полость труб от попавших туда грунта, грязи, снега, а также зачистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхность труб и соединительных деталей на ширину не менее 10 мм.

Сборка и центровка могут быть выполнены вручную, но на практике применимы центраторы. После сборки прихватывают стыки сварными швами длиной 60…80 мм с расстоянием между прихватами 300…400 мм при диаметре трубы более 300 мм. Прихватки выполняют аккуратно и такими же электродами, какими будет заварен стык.

Для правки свариваемых концов применяют различные приспособления механического, гидравлического и пневматических типов. Большое распространение получили расширители, состоящие из гидравлического домкрата с радиальными колодками.

Сборка стыков труб должна гарантировать:

* перпендикулярность стыка к оси трубопровода. Отклонение от перпендикулярности не должно превышать 2 мм;

* равномерность по периметру зазора, находящегося в пределах значений, регламентированных соответствующими стандартами и инструкциями;

* минимально возможную величину смещения кромок, регистрируемую универсальными шаблонами, не превышающую допустимых значений (для магистральных трубопроводов – 0,2 толщины стенки, но не более 3 мм, для распределительных – (0,15 толщины стенки + 0,5 мм);

* смешение продольных заводских швов относительно друг друга на расстояние не менее 100 мм – для труб диаметром более 100 мм и на 1/3 длины окружности – для труб диаметром менее 100 мм. В случае технической невозможности выполнения указанных требований назначается дополнительный ультразвуковой контроль сварочного соединения на данном участке стыка.

Температура предварительного подогрева трубы перед сваркой электродами основного типа

С экв%

Толщина стенки

До 10

10,1-11

11,1-12

12, – 13

13,1-14

14,1-15

15,1-16

16,1-17

17,1-18

18,1-19

19, – 20

20,1-26

0,37-0,41

0,42-0,46

0,47-0,51

А

А

А

А

А

Б-20

А

А

Б0

А

Б-35

В

А

Б-15

В

А

Б0

В

Б-35

Б-35

В

Б-25

В

В

Б-15

В

Г

Б-10

В

Г

Б0

В

Г

Б

В

Г

Примечание: А-подогрев не требуется; Б t?C-подогрев до 100?С при температуре окружающего воздуха (например: Б-15 – подогрев требуется при температуре -15?С); В-подогрев до 100?С независимо от температуры окружающего воздуха; Г – подогрев до 150?С независимо от температуры окружающего воздуха

Предварительный и, при необходимости, сопутствующий подогрев следует осуществлять нагревательными устройствами (газовыми или электрическими), обеспечивающими равномерный нагрев металла по всему периметру свариваемого стыка. Ширина зоны разогрева труб в каждую сторону от шва должна быть не менее 75 мм.

Существует несколько способов очередности наложения швов.

Сварочный ток подбирается в зависимости от пространственного положения и от диаметра электрода.

Сварочный ток, А, в зависимости от пространственного положения при сварке электродами основного типа.

Диаметр электрода, мм.

Пространственное положение

нижнее

вертикальное

Полупотолочное и потолочное

3; 3,25

4

5

100-130

170-220

210-250

100-130

160-180

180-200

90-110

150-180

Сварку не ведут

При выполнении многослойных швов возможны два способа наложения сварных швов. а – диаметр трубы < 200 мм, б – диаметр трубы 300 мм.

При сварке трубопроводов небольшого диаметра (до 530 мм) с целью уменьшения объема монтажных работ в траншее часто практикуется укрупнение в секции труб сваркой с поворотом стыков на 90 или 180°. Трубу делят по окружности на четыре примерно одинаковых по длине участка. Заварив участки 1 и 2 стык поворачивают на 90° для сварки участков 3 и 4. Затем, выполняя очередной поворот на 90°, производят последовательно сварку участков 5, 6, 7 и 8.

Возможна сварка с сварка с поворотом труб на 90°: а – первого слоя, б – второго, 1…8 – последовательность выполнения участков слоя.

В другом случае, после сварки участков 1 и 2 выполняют поворот стыкуемых труб на 180° для сварки участков 3 и 4. Затем поворот на 90° и 180° для сварки участков 5 и 6, 7 и 8 соответственно.

4. Организация рабочего места сварщика

Привыполнении сварочных работ на рабочем месте сварщика должны находиться только те инструменты, материалы и заготовки которые необходимы для выполнения определенного вида работ. Инструмент и материалы которые чаще будет использовать сварщик, должны располагаться ближе к нему на расстоянии до 350 мм., а инструмент и материалы используемые реже, должны находиться на расстоянии до 500 мм. Рабочее место оборудуется сварочным постом на котором должно быть: сварочный стол, стул, освещение, приточно-вытяжная вентиляция, приспособления для сборки и зажатия свариваемых деталей, набор инструментов, пневмошлифмашинка, шаблоны для измерения кромок и сварных швов, сварочная маска, спец. одежда, краги. Привыполнении электросварочных работ на рабочем месте кроме вышеперечисленных инструментов и материалов дополнительно должны присутствовать: молоток-шлакоотделитель, металлическая щётка, шкаф для просушки электродов, карманы для штучных электродов и для огарков, источник питания, автоматический выключатель.

При выполнении газосварочных работ помимо вышеперечисленных инструментов и материалов,на рабочем месте должны находиться: отдельные шкафы для каждого баллона располагающиеся на расстоянии не менее 5 м. от сварочной горелки, присадочная проволока, защитные очки, железная ёмкость с водой для охлаждения горелки.

5. Охрана труда при выполнении сварочных работ

До начала работ необходимо проверить наличие и исправность инструмента, освещения, приточно-вытяжной вентиляции, сварочного оборудования, механизмов и приспособлений, материалов и заготовок которые будут использоваться в работе и правильно расположить их на рабочем месте. Ознакомиться с инструкцией по ТБ, технологической картой или чертежом, и техническими требованиями к предстоящей работе., используемых в работе.

При выполнении сборочно-сварочных работ на рабочем месте должно быть: 1) Общее и индивидуальное освещение. 2) Приточно-вытяжная вентиляция. 3) Спец. одежда.

Для выполнению мероприятий по противопожарной безопасности при сварке, необходимо иметь следующее: ящик с песком, лопата, огнетушитель, огнеупорная кошма или асбестовое одеяло.

сварка трубопровод сборка кромка

Список литературы

1. В.М. Рыбаков. Дуговая и газовая сварка. 1986 г.

2. Н.И. Никитин, С.П. Нешумова, И.А. Антонов. Справочник молодого газосварщика и газорезчика: справочное пособие. 1990 г.

3. О.Н. Куликов «Охрана труда при производстве сварочных работ».

Размещено на Allbest.ru

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

Виды сварки труб

Сварка труб может, в зависимости от условий и масштаба работ, производиться различными способами:

  • газовая сварка сетей водопровода, теплоснабжения и газовых труб в квартирах жилых домов из полудюймовых стальных труб;
  • электродуговая ручная;
  • электрическая автоматическая или полуавтоматическая, специальным оборудованием – сварочный автомат или полуавтомат;
  • сварка стальных труб и нержавеющих (нержавейки) в среде аргона неплавящимся электродом, по-другому TIG-сварка;
  • орбитальная, на специальных автоматах с вольфрамовыми электродами в атмосфере аргона под управлением обучающихся программ компьютера;
  • индукционная, при которой металл нагревается электромагнитным полем;
  • обсадная, для повышения герметичности соединения.

Отдельное место в сварочных технологиях занимает соединение труб из цветных металлов (алюминиевых, медных и т.д.), металлопластиковых, квадратных и эмалированных труб. Эти работы имеют свои особенности. Для них подбираются специальные электроды или аппараты газовой сварки, а также режимы.

Медные трубы рекомендуется сваривать электродуговым типом в атмосфере азота. Электроды должны быть из вольфрамовой проволоки, в состав обмазки входят раскислители или среда углекислого газа. Тонкостенные трубы для бензопроводов лучше сваривать полуавтоматами. Соединение поли пропиленовых труб производится специальным паяльником.

Медные трубы

Они получили заслуженную популярность в последнее десятилетие за упрощенную технику работы с ними, за долговечность и низкую стоимость. Обычно используется приспособление, которое в народе называют «утюг».

Сварочное оборудование для пластмассовых труб стоит в диапазоне примерно от 1000 рублей до 5000 рублей. Но при этом существуют и значительно дорогие аппараты, например, за 60000 рублей. Конечно, промышленные и магистральные трубопроводы варятся по совершенно другой технологии и на другом оборудовании. Ко всем сварочным работам допускаются лишь аттестованные сварщики.

Дополнительные аксессуары

Так как варить трубы электросваркой нужно правильно, важно не только выбрать аппарат и электродные стержни, но и тщательно подготовиться к работе. Мастер должен надеть защитную одежду, которая полностью скроет тело от попадания раскаленных частиц металла. Вещи изготавливаются из материала, который невозможно прожечь искрами.

Для защиты рук применяются замшевые перчатки. Возможно использование других материалов, которые не прожигаются. Главное защитное приспособление — маска для лица. Она оснащена очками или стеклом, предотвращающим негативное влияние сварки на глаза и зрение.

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.

сварка труб

Способы правильной сварки труб

Существуют различные методы правильной сварки полипропиленовых труб и изделий из других материалов электродуговым способом:

  • встык – при этом элементы трубопровода располагаются друг напротив друга;
  • в тавр – в этом случае отрезки трубы располагаются перпендикулярно друг другу (в форме буквы «Т»);
  • внахлест – такой способ подразумевает развальцовку одной из труб, позволяющую надеть ее на другую;
  • угловым способом, при котором элементы располагают под углом 45° или 90° относительно друг друга.

В процессе правильной сварки труб получают следующие разновидности швов:

  • горизонтальные (при вертикальном расположении элементов трубопровода);
  • вертикальные (если трубы расположены вертикально);
  • потолочные (с размещением электрода над головой сварщика, в нижней части заготовки);
  • нижние (для этого приходится наклоняться).

Способы правильной сварки труб

При необходимости соединения стальных труб используется стыковой метод. Кроме того, место стыка должно быть обязательно проварено по толщине стенки заготовки. Лучше всего для этого подойдет нижний поворотный шов.

Для получения качественного сварного соединения в процессе работ следует придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Электрод во время сварных работ должен располагаться под углом в 45° или немного меньше. Это позволит уменьшить количество расплавленного металла, попадающего внутрь свариваемого элемента трубопровода.
  2. Для сварки в тавр или встык потребуются 2-3-миллиметровые электроды. Качественное сварное соединение получится при силе тока, варьирующейся от 80 до 110 ампер.
  3. Чтобы получить надежное соединение внахлест, потребуется повысить силу тока до 120 ампер, расходные материалы (электроды) подойдут также 2-3-миллиметровые.
  4. Сварочный шов должен на 3 мм возвышаться под поверхностью свариваемой заготовки, после этого можно говорить о завершении работы.

Правильная сварка профильных труб выполняется точечно, то есть сначала сваривают две точки, расположенные на противоположных сторонах профиля, затем – две другие точки, продолжая работу до прогрева всей трубы целиком. Далее формируют сварочный шов по всему периметру заготовки.

Характеристики

Подробные характеристики процесса представлены в таблице:

Вид Способ Приспособления
Стальные, встык Электро, газовая Струбцина
Стальные, внахлест Электро, газовая
Стальные, под углом Электро, газовая
Стальные, разнотолщинной Газовая Подкладное кольцо
Орбитальная Электросварка На автоматах
Нержавейка Электросварка На автоматах
ПВХ Нагрев Утюг
Медные Электросварка Вольфрамовый электрод

СПЕЦИФИКА

сварка трубы

У ручной дуговой сварки на трубопроводах в сравнении со сваркой плоских деталей, существуют отличия. Есть основной набор параметров, которые нужно соблюдать. И у ее подвидов – аргонной и газовой – тоже. Они в ходу на газо- и водопроводах.

Для расчета оптимальной силы варочного тока d электрода умножается на 35. Допустим, у вас проводник 2 мм, значит, ток нужен 70 А. Некая условность примера не исключает закономерность. Если варите трубы малого d толщиной до 5 мм, то 175 А хватит за глаза.

Для удержания дуги дистанция, отделяющая проводник от металла, должно сохраняться на одном уровне. Ее расчет делают с учетом d электрода плюс 1. Допустим, электрод 5 мм, значит, дистанция – 6 мм.

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:

  • 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.

Подготовка труб перед сваркой

Перед началом трубы требуется специально подготовить. Нужно проверить все геометрические размеры свариваемых труб; геометрическую форму торцов (круг, а не овал); отсутствие трещин, деформаций, надрывов; перпендикулярность плоскости среза к оси трубы; абсолютная чистота среза без следов масла и грязи (очистка ведется сначала металлической щеткой, затем растворителем).

Очистить нужно соприкасающиеся поверхности и примыкающую к будущему шву площадь металла. Для центровки используют подкладное кольцо, специальные приспособления и струбцины.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Подготовка труб под сварку

Помимо очистки и обезжиривания поверхности кромки толще 3 мм скашивают, чтобы стык плотностью заполнился горячим металлом. Разделка кромок под сварку проводится аналогично плоским деталям, под острым углом. Тонкие трубные заготовки при необходимости обрабатывают резаком, чтобы были ровные стыки.

Режим сварки

На режим процесса влияют такие факторы, как:

  • сечение используемого электрода;
  • сила электрического тока;
  • технологические параметры аппарата для сварки;
  • дуговое напряжение;
  • природа используемого электрического тока (постоянный или переменный);
  • полярность тока (прямая или обратная);
  • скорость движения электрода.

Например, при соединении элементов методом стык в стык, электрод для сварки труб следует перемещать плавно, не торопясь, с целью обеспечить достаточное оплавление соприкасающихся торцов изделий и насыщение зазора между ними достаточного количества металлической проволоки.

сварка поворотных стыков труб

Чтобы достичь наибольшей скорости процесса, силу тока следует выставить на максимальное значение, однако нельзя забывать, что в этом случае возможно перегревание электрода, которое в итоге приведёт к его порче, а следовательно, ухудшению качества сварного шва.

Полярность подбирают исходя из факта, что при работе анод разогревается сильнее катода. Поэтому при соединении таким методом труб небольшого сечения нужно использовать обратную полярность, чтобы избежать вероятного прожигания труб.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *