Последовательность швов при сварке трубопроводов

Последовательность швов при сварке трубопроводов

При строительстве трубопровода одной из самых востребованных профессий является профессия сварщика. Сварка, как метод соединения труб в трубопроводе, используется наиболее часто, так как именно сварное соединение является наиболее прочным и надежным. Кроме того, при таком виде соединений не требуется применение никакой специальной запорной арматуры, а значит и обслуживание трубопровода существенно облегчается. Это очень важно, так как во многих случаях доступ к месту соединения труб в трубопроводе бывает затруднен.

Самым распространенным методом сварки при работе с трубопроводами является ручная дуговая сварка трубопроводов. Конечно, скорость работы при применении такого метода сварки ниже, чем скорость сварки с применением автоматического или механизированного метода – если при ручной сварке максимальная скорость составляет 20 метров в час, то при автоматической может достигать 60 метров в час. Но довольно часто сварочные работы по трубопроводу просто невозможно производить при помощи автоматизированной сварки. При этом ручная сварка труб может применяться практически в любом месте и при любом положении стыка труб – и вертикальном, и горизонтальном, и нижнем, и потолочном.

Подготовка труб к сварке.

Прежде чем приступить непосредственно к сварочным работам, кромки труб необходимо к этому подготовить. Основными этапами подготовки труб являются:

1. Правка концов труб.
2. Очистка кромок и внутренней поверхности труб от грязи и смазки.
3. Сборка элементов трубопровода.

Правка концов труб подразумевает придание им скоса, угол которого соответствует выбранному методу сварки. Как правило, уже с завода трубы выходят со скосами примерно под 30 градусов. Если же этого нет, то необходимо снять фаску и придать концам скосы с помощью режущего инструмента. То же самое касается и различных соединительных деталей. Если трубы имеют небольшой диаметр, то обработать концы можно с помощью торцевателя, шлифмашинки или трубореза. Для обработки концов труб большого диаметра может потребоваться фрезерный станок, также возможно использование шлифовальной машинки.

Минимальное расстояние, на котором должна производиться очистка кромок и внутренних поверхностей труб составляет 1 сантиметр от места, где будет располагаться сварной шов. Такая очистка подразумевает доведение поверхности трубы до абсолютно чистого, обезжиренного состояния, когда виден металлический блеск.

Сборка элементов трубопровода – это совмещение кромок свариваемых труб и соединительных деталей таким образом, чтобы не нарушать геометрию всего трубопровода. На этом этапе работ для предотвращения смещения трубы с целой оси трубопровода рекомендуется закрепить соединение отдельными сварочными швами длиной около 80 мм, расположенными на расстоянии примерно 300 мм. Лучше всего для этого использовать тот же электрод, который в дальнейшем будет использоваться для сварочных работ.

После выполнения подготовительных работ выполняется сама ручная дуговая сварка трубопровода. При соединении труб рекомендуется не останавливаться на одном слое сварочного шва, а выполнять 2 или даже 3 слоя – это позволит добиться максимальной прочности шва и 100% проварку корня шва.

Последовательность сварки различных стыков труб.

При соединении труб стыки могут быть как поворотными, так и неповоротными. Кроме того, последовательность сварных работ зависит и от диаметра труб.

• Последовательность сварки поворотных стыков.

Читайте также: Аргон для сварки балашиха

При сварке поворотного стыка сначала выполняется сварка от точки, отмеченной как 1, до точки, отмеченной на рисунке как 2, а также от отметки 4 до отметки 3. После выполнения этого слоя сварки участок трубопровода поворачивают на 90 градусов и выполняют сварной шов от отметки 4 до отметки 1 и от отметки 3 до отметки 2. При сварке первого слоя рекомендуется применять электрод диаметром 4 мм, а все работы производить при силе сварочного тока в 130А. Второй и третий слой должны вестись в том же направлении, что и первый слой, накладываясь на него сверху.

• Последовательность сварки неповоротного стыка.

Сварочные работы в данном случае на первом слое должны производиться в направлении снизу вверх. Это направление на рисунке отмечено цифрами 1, 2 и 3. После этого выполняется наружный слой (отметки 1*, 2*, 3*), направление которого меняется на противоположное – то есть, электрод движется сверху вниз.

При выполнении многослойной сварки трубопровода необходимо добиться того, чтобы последний слой сварки имел абсолютно ровную поверхность, плавно переводящую сварной шов к основной поверхности трубы. И еще одна рекомендация, которую требуется соблюдать, если вы хотите добиться высокого качества сварных работ – перед тем, как начинать новый слой сварки, предыдущий слой и примыкающую к нему поверхность трубы необходимо тщательно очистить от шлака и брызг металла – это позволит слоям более плотно примыкать друг к другу, а значит, повысит и прочность всего соединения.

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: Ремонт дна ваз 2110 без сварки своими руками

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.

Читайте также: Принцип работы аппарата для сварки полипропиленовых труб

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:

Правильная сварка разных труб

Сварка – это установление межатомных связей между отрезками труб при их нагревании или пластическом деформировании. Иногда пластическое деформирование и нагревание используются одновременно (ГОСТ 2601-84).

Виды сварки труб.

Правильная сварка разных труб встречается двух видов: сварка труб давлением и сварка плавлением. Металл по кромкам свариваемых деталей плавится от источника нагревания – это плавление. Металл пластически деформируется по краям свариваемых частей методом их сжатия под давлением – это давление. При ней температура ниже, чем температура плавления.

К сварке плавлением можно отнести сварку газом. В данном методе при нагреве используется пламя газов, сжигаемых в горелке. Сварка газом (при помощи смеси газов) начала применяться с развитием промышленного производства таких газов, как кислород, водород и ацетилен.

Эти способы применяются при соединении труб из меди и прочих цветных металлов. Сварка газом в наше время широко используется в строительстве. Выбор метода сваривания зависит от диаметра труб, марки, толщины металла и других факторов.

Сварка труб плавлением делится на:

• электрическую дуговую, в которой источник нагрева – это электрическая дуга;
• электрическую простую, в которой источником нагрева является расплавленный шлак с протекающим через него током;
• электронно-лучевую – металлы плавятся потоком электронов;
• лазером – металл плавится мощным пучком фотонов;
• газом – металл плавится с помощью газовой горелки. Этот метод лучше всего подходит для сварки газовых труб. Шов от газовой горелки получается аккуратнее и плотнее, что немаловажно именно для газовых труб.

Правила безопасности

Техника безопасности при сварочных работах.

Любые виды сварки (газом, электричеством и т.д.) должны производиться на площадках, оснащенных специальным оборудованием. К нему относятся специальные ширмы и щиты для защиты от воздействия электрической дуги. Эти защитные устройства должны располагаться в таком положении, чтобы присутствующие в помещении, но не участвующие в сварке рабочие были полностью защищены.

Если производится сварка труб большого диаметра и массой больше 20 кг, должны быть в наличии подъемно-транспортные механизмы. Ширина прохода к месту сварки должна составлять не меньше одного метра. Температура в помещении, где производится сварка, должна быть не ниже +16 градусов по Цельсию. Должна быть вентиляция и достаточное освещение места сварочных работ.

Лица, выполняющие сварочные работы, должны пользоваться специальной одеждой. Технология сварки предусматривает заземление металлических частей устройства, рабочий стол и корпус трансформатора тоже должны иметь заземление. Изоляция на всех кабелях и проводах должна быть целой и защищенной от механических и температурных повреждений.

Все детали устройства должны быть изготовлены из огнестойкого материала. В случае неполадок в электрической цепи производить исправления может только профессиональный электрик при выключенном рубильнике.

Теперь приведем пример расчетов объема и массы наплавленного металла.

Если исходить из общей длины электрода 47 см и площади поперечного сечения шва 0,5 см и принять удельный объем наплавленного металла за 7,8 гсм, то объем равен произведению длины на сечение и на удельный объем.

Если длину обозначить L, сечение – S, а удельный объем – как V_уд, то общий объем наплавленного металла равен произведению L, S и V_уд, что равно 1880 г.

Масса наплавленного металла равна произведению объема на коэффициент наплавленного металла и составляет 1,88 кгм 3 , если используются электроды типа ВСП-1 с коэффициентом 10.

Подготовка к работе

Технология подготовки к началу сваривания следующая: перед началом работы требуется подготовить металл, то есть провести разметку, резку и сборку труб. Для этого нужно установить отрезки труб в исходном положении и очистить каждый стык от шлака, ржавчины, грязи, старой краски и прочих наслоений. После этого следует провести разметку, то есть с помощью рулетки, угольника и чертилки перенести размеры детали с чертежа на металл. Можно для этой цели использовать металлический шаблон. Следует учитывать, что отрезки труб в процессе сварки несколько укорачиваются. Поэтому следует оставлять припуск, пользуясь расчетом 1 мм на поперечный стык, 0,1–0,2 на 1 мм продольного шва.

Так как трубы имеют преимущественно круглое сечение, при заготовках отрезков труб используют чаще всего термическую резку.

Этапы сварки полипропиленовой трубы.

Примерно треть от общей трудоемкости составляет сборка деталей под сварку. При сборке следует учитывать производителя, исходить из серии изделия, диаметра труб и других факторов. Для сборки используют так называемые сварочные прихватки. Это короткие легкие швы с поперечным сечением до одной трети полноценного шва. Длина прихватки зависит от толщины и диаметра трубы. Она может быть от 20 до 120 мм. Сварочные прихватки используют для предупреждения смещения отрезков труб, что может привести к трещинам при охлаждении. При сварке газом или электричеством труб большой толщины и диаметра или сварке в неудобном положении сборку выполняют с использованием механических приспособлений.

Для того чтобы произвести зажигание дуги, производят короткое замыкание конца электрода с трубой и отрывом электрода от поверхности трубы. Расстояние должно быть равно величине диаметра покрытого электрода. Это нужно для нагревания металла до нужной температуры в катодном пятне. Нагревание произведет выброс первичных электронов.

Для зажигания дуги применяются следующие способы: впритык и скольжением.

При зажигании впритык металл греется в точке короткого замыкания. А при зажигании дуги методом скольжения металл нагревается сразу в нескольких точках по поверхности сварки трубы.

Чаще используют второй метод. Первый же используется при сварке узких труб небольшого диаметра в неудобном положении.

Технология сварки

Сразу же после зажигания дуги начинается плавление металлов – основного и электродного.От длины дуги зависит качество шва и производительность работы. Поэтому выбрать правильную длину дуги особенно важно. Подавать электроды в дугу надо со скоростью плавления электрода. Чем выше квалификация специалиста, тем лучше он умеет держать длину дуги.

Дуга, которая равна от 0,5 до 1,1 диаметра электрода, считается нормой. Для того чтобы рассчитать длину дуги точнее, нужно знать, какого типа и марки используются электроды. Также имеет значение и положение места сваривания. Если дуга длиннее нормы, то устойчивость горения снижается, увеличиваются потери на угар, поверхность шва получается неровной, глубина проплавления – неравномерной.

Для того чтобы шов был выполнен качественно, нужно обратить внимание и на угол наклона электрода. Для работы в нижнем положении угол наклона электрода составляет от 15 до 30 градусов назад. Как правило, дуга направлена туда же, куда направляются электроды. Правильный наклон, кроме качественного шва, дает еще и меньшую скорость охлаждения металла.

Чтобы получить валик металла нужной ширины, нужно производить колебательные движения электрода в поперечном направлении. При помощи колебательных движений получаются швы с шириной валика от 1,5 до 4 диаметров электрода. Именно такие швы применяются чаще всего.

Получение хорошо проваренного корня достигается при движении треугольником. Это движение производят, выполняя угловые швы с катетами шва более 6 мм и стыковых кромок со скосом.

Можно выделить такие швы по способу их заполнения: однослойные, многослойные, однопроходные, многопроходные.

Шов называется многослойным, если число его слоев соответствует числу проходов дугой. Такие швы чаще всего используют в проблемных местах и на стыках.

Многопроходные швы применяются в углах и тавровых соединениях.

Для усиления прочности применяется выполнение шва каскадом, секциями или блоками. Все эти швы производятся методом обратноступенчатой сварки.

Специфика сварки поворотных стыков

Схема наложения швов при поворотной сварке.

При строительстве различных трубопроводов важно знать о том, что технология сварки поворотных стыков, неповоротных, а также горизонтальных, различна.

Сварка поворотных стыков производится в три слоя. Сначала следует разделить стык на четыре условных отрезка. Первые два сваривают, потом делают поворот трубы на 180 градусов, после этого сваривают оставшиеся отрезки. Потом трубу следует повернуть еще на девяносто градусов и варить второй слой. И завершают сваривать стык, еще раз повернув трубу на 180 градусов и сваривая повторно оставшиеся два отрезка.

При сварке поворотных стыков металлических труб, диаметр которых больше 500 мм, используется обратноступенчатая технология. Пользуясь этим способом, мы разделяем стык на короткие участки длиной от 150 до 300 мм в зависимости от диаметра трубы. Слой 3 также накладывается при вращениях трубы.

При сварке поворотных стыков металлических газовых труб, диаметр которых не превышает 200 мм, стык на условные отрезки не делится, а сваривается применением сплошного шва при вращениях труб во время сварки. Слои 2 и 3 при сварке газовых труб производятся в противоположном направлении. Каждый слой должен перекрывать предыдущий слой на 10-15 мм.

Специфика сварки неповоротных стыков

Для неповоротных стыков также используется технология трехслойной сварки. При сварке неповоротных стыков труб с толщиной 12 мм каждый слой в высоту делается не выше 4 мм, валик в ширину должен быть равен величине трех диаметров электрода. Каждый неповоротный стык сваривается поступательно-возвратным способом. Дуга должна быть короткой – не больше 2 мм. Смежные слои при сваривании неповоротных стыков должны перекрывать друг друга примерно на 20-25 мм.

Специфика сварки горизонтальных стыков

При сваривании горизонтальных стыков используются электроды диаметром 4 мм. Для создания шва электроды движутся возвратно-поступательно, образуя ниточный валик не выше 1,5 мм. Второй валик перекрывает первый. Ток вначале составляет до 160 А. Во время сваривания третьего и четвертого валика используются электроды диаметром 5 мм. Ток увеличивается до 300 А.

Правильное сваривание корня шва

При правильном сваривании корня электричеством и газом нужно после варки зачистить конец и начало под нож, чтобы скрыть следы перехода на другой электрод. Сварка корня вторым электродом начинается с уже проваренных и зачищенных мест, покрывая их вторым слоем. Сварка корня, выполненная именно таким образом, позволяет создать практически монолитный шов.

В процессе сварки иногда происходят наружные и внутренние дефекты разного характера. К наружным дефектам относятся пары, брызги, вогнутый корень, микротрещины и другие дефекты.

Некоторые дефекты исправимы. Но следует рассчитать экономическую целесообразность такого исправления.

Поделитесь полезной статьей:

Похожие записи:

1. Устройство вентиля и отличие его от задвижки
2. Фитинги для монтажа системы отопления
3. Как работает задвижка: устройство и принцип действия
4. Для чего нужен шибер в дымоходе печи и камина

https://redmeh.ru/truboprovody/posledovatelnost-shvov-pri-svarke-truboprovodov/