Как правильно и легко заварить трубу даже новичку

Трубопроводы применяются повсеместно и без сварки тут никак. В статье мы расскажем Вам о том, как варить трубопроводы, какие они бывают, их виды, рассмотрим основные способы сварки. Вы получите комплексное понимание процесса.

Виды трубопроводов

Трубопроводы подразделяются на виды исходя из условий их применения. В основном вид определяется опасным производственным объектом, на котором они и применяются, а также самими условиями и средой, которая по ним идет.

Существуют следующие виды:

  • Магистральные нефте, газо и продуктопроводы;
  • Трубопроводы горячей воды и паропроводы;
  • Внутренние и наружные газопроводы;
  • Технологические;
  • Трубопроводы канализации и водопроводы.

Трубопроводы изготавливаю из различных материалов в основном это: стали и сплавы, а также полимерные материалы. В рамках статьи не будут рассматриваться трубы из бетона, керамики и прочих не свариваемых материалов.

Как варить трубы – Способы сварки

Способов сварки в настоящее время насчитывается более сотни, но на практике используется не более 4 методов. Основные из них мы и рассмотрим.

Ручная дуговая штучными электродами

Один из самых распространенных способов сварки трубы в монтажных условиях. Применяют его из-за простоты оборудования и широкой номенклатуры сварочных материалов.

Этим методом варят все виды трубопроводов начиная с диаметра от 16 мм (хотя чаще с 25 мм) и толщины стенки от 2,5 мм (хотя чаще все-таки от 3 мм) и заканчивая несколькими метрами в диаметре и толщиной до 60-100 мм.

Сварку выполняют во всех пространственных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном.

Для выполнения процесса требуется лишь сварочный аппарат (инвертор, выпрямитель, трансформатор и т.д.) и электроды и все. Не нужно тащить больше баллоны с газом или дополнительно использовать флюс для защиты сварочной дуги и ванны.

Сварка в аргоне неплавящимся электродом

Сварка в аргоне (TIG сварка) применяется, когда нужно сваривать трубы из конструкционных или низколегированных сталей (черные стали) с малой толщиной стенки до 3,0 мм (1,8-2,0 мм самые часты толщины при работе с аргонодуговой сваркой).

Также данный способ применяют совместно с ручной дуговой сваркой, когда в среде аргона неплавящимся электродом варят корень шва, а заполняют и облицовывают уже ручной дуговой. Этот метод называется КРАД – комбинированная ручная дуговая сварка. Его применяют, когда к сварному шву предъявляются высокие требования и толщина соединения более 6 мм.

Сварку в среде аргона трубопроводов с толщиной стенки более 3 мм используют для сварки высоколегированных сталей, хромоникелевых и титановых сплавов, то есть там, где нужно обеспечивать высокую степень защиты металла в процессе сварки.

Полезная статья о том что такое НАКС реестр сварщиков, для чего он нужен и как через него проверять удостоверения.

Полуавтоматическая сварка в газовой среде

Применение полуавтоматической сварки для трубопроводов чаще всего происходит на крупных производствах. Это обусловлено тем, что данный способ обеспечивает высокую производительность особенно в тех случаях, когда нужно проварить большие толщины.

С помощью полуавтоматической (mig/mag) сварки можно соединять толщины начиная от 2 мм и вплоть до да 60-100 мм.

Применение данного способа в полевых условиях нечасто, так как для него требуется достаточно громоздкое оборудование, в частности, газовый баллон, а также в процессе не должно быть сквозняков и порывов ветра. Иначе это приводит к выдуванию газовой среды и образованию дефектов.

Полуавтоматическую сварку можно выполнять не только в газовой среде но и с использованием порошковой проволоки. В данном случае повышается мобильность, потому что газовое оборудование более не нужно (если проволока самозащитна, так как есть порошковая проволока, которой тоже нужна газовая защита).

Использование самозащитной порошковой проволоки дороже нежели использование штучных электродов, хотя и процесс идёт быстрее, всё равно присутствует явное удорожание.

Подробно о том как происходит настройка полуавтомата для сварки вы можете узнать перейдя по ссылке.

Под слоем флюса

Выполнение процесса под слоем флюса применяется тогда, когда необходимо сваривать большие диаметры и большие толщины. Данный процесс позволяет проваривать за один проход толщины до 10-12 мм. Он применяется при крупном строительстве или на производствах.

Способ является высокопроизводительным, но в то же время требуется дорогостоящее оборудование – трубосварочные базы, вращатели и сварочные головки.

Выбор оборудования

От правильного выбора оборудования во многом зависит скорость процесса и качество шва. О наиболее предпочтительных источниках питания применяемых для сварки трубопроводов поговорим ниже.

Ручная дуговая

В случае применения ручной дуговой сварки может быть использованы следующие виды оборудования:

  • сварочные трансформаторы;
  • выпрямители;
  • сварочные агрегаты;
  • инверторы.

Наиболее предпочтительным является инверторный источник питания. Это самая современная оборудование позволяющие получить наиболее качественные соединения.

Использование сварочных трансформаторов с каждым годом снижается. Их всё реже применяют для ответственных соединений.

Сварочные выпрямители используются чаще чем трансформаторы, так как качество сварных швов, получаемых на данном оборудовании выше. Их применяют на производствах и заводах (особенно многопостовые выпрямители). В монтажных условиях их используют достаточно редко, потому что вес выпрямителя велик и это усложняет процесс.

Сварочные агрегаты применяются там, где нету или недостаточное электроснабжение. Сварочные агрегаты, оборудованные генераторами и в этом плане автономный.

Помимо основного оборудования (источника питания) для ручной сварки электродами также требуется сварочный держатель электродов и сварочный кабель. Если используется многопостовой выпрямитель, то также будет необходимо применение балластного реостата для каждого сварочного поста, с помощью которого сварщик будет настраивать режим.

Неплавящимся электродом в среде аргона

Процесс сварки неплавящимся (вольфрамовым) электродом чаще всего выполняется на постоянном токе прямой полярности. Для этого применяются инверторы и выпрямители оснащенные системой автоматизации, которая обеспечивает плавное нарастание сварочного тока, а также плавное его снижение для заварки кратера в конце шва.

Оборудование для аргонодуговой сварки имеет возможность проведения процесса как в импульсном режиме, так и в непрерывном.

Подробнее о том что такое импульсная аргонодуговая сварка вы можете узнать перейдя по ссылке.

Дополнительное оборудование, которое потребуется выполнения процесса в среде аргона:

  1. Осциллятор – устройство для бесконтактного зажигания дуги.
  2. Сварочная горелка с неплавящимся электродом.
  3. Сварочный кабель.
  4. Газовый баллон.
  5. Редуктор с ротаметром.
  6. Газовый рукав.
А каким способом работаете Вы ?
Ручная дуговая
100%
Полуавтоматическая (механизированная mig или mag)
0%
Аргонодуговая неплавящимся электродом
0%
Под слоем флюса
0%
Другой
0%
Проголосовало: 3

Выбор сварочных материалов (электродов, газа и т.д.)

Выбор сварочных материалов выполняют исходя из материала из которого изготовлены трубы. Чаще всего это стали 4 групп:

  1. Низколегированные и конструкционные.
  2. Углеродистые.
  3. Теплоустойчивые легированные.
  4. Высоколегированные.

Сварочные электроды для низколегированных, конструкционных и углеродистых сталей очень похожи. Как правило применяются следующие марки:

  • УОНИ 13-55;
  • ТМУ-21У;
  • ЦУ-5;
  • УОНИ 13-45
  • ТМУ-46 и т. д.

Для теплоустойчивых сталей (ХМ-овских работающих при температурах 500-570°) используют следующие марки электродов:

  • ТМЛ-1У;
  • ЦЛ-39;
  • ТМЛ-3У и т. д.

Высоколегированные коррозионностойкие стали сваривают электродами:

  • ЦТ-15;
  • ЦТ-26;
  • ЭА-400/10У и т.д.

Image1 1

Новые электроды необходимо проверить перед сваркой трубопроводов. При проверке нужно обратить внимание на внешний вид обмазки электрода, на которой не должно быть сколов, вздутий, а также наплывов обмазки.

После визуальной проверки, электродами нужно попробовать проварить пробную заготовку, при этом нужно обратить внимание на то, как зажигается дуга. Дуга должна легко зажигаться и стабильно гореть. Покрытие электрода должно плавиться одинокого со всех сторон не образовывали нависающего козырька, а также шлак должен легко удаляться (в случае с рутиловыми электродами он сам отваливается).

Если применяется процесс в среде аргона или полуавтоматическая сварка, то в этом случае используется сварочная проволока. Выбор проволоки также как и электродов производится согласно типу свариваемой стали. Для сварки в аргоне используются проволока сплошного сечения, а для полуавтоматической, как сплошного сечения, так и порошковая проволока.

Для низколегированных и конструкционных сталей используются следующие проволоки:

  • Св-08Г2С;
  • Св-08ГС.

Для легированных теплоустойчивых сталей используются следующие марки проволоки:

  • Св-08ХМ;
  • Св-08ХМФА;
  • Св-08ХГСМФА и т.д.

Im truba

 

Для сталей чаще всего используются следующие газы:

  1. Чистый аргон.
  2. Аргон в смеси с гелием и /или углекислотой.
  3. Чистый гелий.
  4. Чистая Углекислота (СО2) -для полуавтоматической.

Неплавящиеся электроды который применяется при сварке в среде инертного газа выбираются согласно ГОСТа 23949-80:

  1. Из чистого вольфрама.
  2. Из вольфрама с окисью лантана.
  3. С окисью тория
  4. Вольфрамовые с окисью иттрия.

Чаще всего используются электроды из чистого вольфрама маркировка – ЭВЧ.

А вы знаете сколько весит кислородный баллон, если нет переходите по ссылке.

Виды соединений (стыковое, угловое, нахлесточное, тавровое)

Основными видами соединений при сварке металлических труб являются:

  • Стыковое соединение («встык» – обозначается буквой “С”) – трубы в этом случае свариваются торцами друг другу;
  • угловое соединение («угловой» – обозначается буковой “У”) – торцы труб находится под углом друг относительно друга;
  • Тавровое соединение – расположение одного изделия к другому под прямым углом образуя как бы букву «Т». Данный вид соединений, согласно ГОСТ-16037, не применяется для трубопроводов (только для листовых конструкций по ГОСТ 5264, обозначается буквой “Т”)
  • Нахлесточные – примерно нахлесточного соединения — это когда одна труба вставляется внутрь другой и обваривается (обозначается буквой “Н”).

Для трубопроводов виды соединений определяются ГОСТом – 16037. В нём описываются все виды стыковых, нахлесточных и угловых соединений, которые допустимы для трубопроводов. Указываются размеры и допуски на отклонение готовых соединений.

Подготовки трубы под сварку

Подготовка трубы к сварке выполняется в несколько этапов перечислим их:

  1. Зачистка трубы на расстоянии 20-30 мм от торца с наружной поверхности и не менее 10-15 мм с внутренней.
  2. Обеспыливание и обезжиривание комок.

Зачистку трубы выполняют абразивным инструментом, установленным на шлифовальную машинку, напильником наждачной бумагой и т.д. Зачищены поверхность не должна иметь грубых запилов.

Торец поверхности должен быть 90 градусов в идеальной ситуации. На практике допускаются отклонение которые приведены на рисунке ниже.

Image3Risunok1 tabl dlya tr

Также стоит упомянуть о вмятинах которые бывают на трубах. Если глубина вмятины меньше 2,8-3,5% её диаметра, то её нужно отрихтовать с помощью зажимных устройств или выдавить с помощью домкратов.

Когда глубина вмятины превысит указанные выше значения, необходимо удалить деформированный участок трубы. Процесс рихтовки вмятины выполняют без подогрева (на холодную) и с его применением.

Как стыковать трубы

Для сборки труб лучше всего использовать центраторы или специальные монтажные приспособления (к примеру уголки со шпильками которые привариваются к трубе).

Image5

Лучше всего использовать те центраторы, которые не привариваются к самой трубе.

В тех случаях, когда применяются электросварные трубы, нужно смещать продольные стыки на 100 мм или более. Если труба диаметром меньше 100 мм, то продольные стыки смещаем на длину равную трем толщинам этой трубы.

Image6

Установив трубы в центратор, соединение собирают на прихватки. Количество и размер прихваток зависит напрямую от диаметров соединяемых труб.

Когда трубопровод диаметром меньше 50 мм, то прихваток делают 2, размещая их на диаметрально противоположных сторонах. Если диаметр трубопровода в пределах 50-100 мм включительно, в этом случае делаются две или три прихватки, если попадает в диапазон 100 до 400 мм, то делаются уже 4 прихватки, а если больше 400 мм, то прихватки расставляются через расстояние указанное в таблице ниже.

Image7

Прихватки желательно выполнять электродами диаметром 2 – 2,6 мм (в крайнем случае 3 мм).

После того как прихватки выполнены их поверхность зачищают от шлака и брызг металла. Если на них видны недопустимые дефекты, то прихватку необходимо удалить и сделать заново.

Если необходимо выполнять сварку на подкладном кольце, то сборка будет выполняться следующим образом:

  1. Кольцо установите внутрь трубы.
  2. Прихватите его минимум в 2х точках снаружи и приварите к трубе.
  3. Зачистите выполненный шов.
  4. Надвиньте 2ую трубу на кольцо, зазор нужно выдерживать в районе 4-5 мм между швом и кромкой 2ой трубы.
  5. Приварите кольцо ко 2ой трубе.
  6. Зачистите предыдущий шов и производим заполнение разделки.

Как заварить трубу – технология сварки

Выполнение сварки трубы зависит от выбранного методы. подробно рассмотрим самые часто применяемые методы сварки это ручная дуговая (РДС) и сварка в среде инертного газа неплавящимся электродом.

Для ручной дуговой

Для ручной дуговой сварки труб общая последовательность технологии, следующая:

  1. Проверить качество выполнения подготовки кромок и зачистки заготовок.
  2. Произвести зажигание сварочный дуги, отступив 5-10 мм от нижней точки (при условии, что варим неповоротный стык). Если выполняется сварка поворотного стыка, то начинаем в любом удобном для нас месте.
  3. Выдержать 2-3 секунды, для того чтобы металл прогрелся и образовалась сварочная ванна.
  4. Перемещать электрод в вверх по сварному шву.
  5. Выполнить корневой проход без колебательных движений.
  6. Места обрыва сварочной дуги обязательно зачищаются абразивным инструментом
  7. Перед тем как завершить процесс необходимо вернуться электродом на уже наплавленный (как бы назад) металл и на нём обрывать дугу (иначе будет дефект – кратер)
  8. Произвести зачистку корневого шва.
  9. Осмотреть сварной шов на наличие дефектов, при их наличии выбираем дефект с помощью абразивного инструмента и производим подварку.
  10. В зависимости от толщины выполняем либо заполняющие швы, либо облицовочный. При их выполнении совершаем колебательные движения электродом.
  11. Начало каждого последующего слоя должна быть смещено на 10-30 мм от начала предыдущего. Чтобы те участки шва, которые перекрывают друг друга “ замки” были смещены. Чем диаметр трубы больше, тем сильнее должно быть смещение.
  12. По завершению зачищаем шов и околошовную зону от брызг металла и шлака.
  13. Каждый шов необходимо осмотреть на наличие дефектов, если они есть выбрать их и подварить.
  14. Ставим клеймо (в тех случаях если это ответственное сварное соединение).

Если вы только начинаете разбираться в процессе, рекомендуем прочитать нашу статью – сварка электродом для начинающих, чтобы вам все было понятно.

Для сварки неплавящимся электродом в среде газа

Технология сварки неплавящимся электродом трубопроводов в среде инертного газа очень схожа с технологией ручной дуговой электродами.

Общая технологическая последовательность, следующая:

  1. Так же как в предыдущем случае проверяем подготовку и зачистку кромок.
  2. Перед тем как производить поджиг дуги необходимо продуть газовые магистрали, для этого нажимается клавиши на горелке и 10-15 секунд выполняется продувка газа.
  3. Дуга зажигается, как и при РДС отступив 5-10 мм от нижней точки.
  4. Сварочная горелка перемещается вдоль стыка и ей навстречу подают сварочную проволоку (угол между горелкой и сварочной проволокой около 90°).
  5. В местах обрыва сварки также необходимо выполнять зачистку шва.
  6. По завершению корневого прохода шов и околошовная зона также зачищается, как и при РДС.
  7. При выполнении следующего слоя, также необходимо выполнить смещение для перекрытия “замков”
  8. При выполнении облицовочного или заполняющего шва горелкой как электродом совершаются колебательное движение. чаще всего это Z образные или движение в виде полумесяца.
  9. После каждого выполненного слоя он осматривается на наличие дефектов.
  10. В тех случаях, когда аргонодуговым способом выполняется только корень шва (используется комбинированный способ), выполнение последующих слоёв идет по технологии для ручной дуговой штучными электродами.
  11. После завершения шва и обрыва дуги аргон продолжают подавать ещё 5-10 секунд обдувая наплавленный металл.
  12. Если нужно варить нержавеющие стали, то стыки необходимо защитить с обратной стороны. Это делается с помощью заполнения аргоном внутреннего пространства трубы или обмазкой кромок трубы с внутренней стороны специализированными флюс-пастами.

Как сварить две трубы – режимы сварки

Ниже приведены основные параметры для ручной сварки штучными электродами

Image8

Для аргонодуговой требуется контролировать больше параметров чем при РДС. Ниже приведены основные параметры для РАД.

Image9

Image10

Как сваривать трубы – сварка неповоротных и поворотных стыков

В данном разделе мы подробнее остановимся на сварки неповоротных и поворотных стыков труб. Чаще всего сварщиком приходится сталкиваться именно с не поворотными стыками потому начнём именно с них.

Как уже говорилось, сварку вертикального стыка нужно начинать с нижней точки отступив 10-40 мм и вести вверх.

Процесс нужно выполняют обратно ступенчатым способом при диаметре трубопровода ≥219 мм. Длина провариваемого сегмента 150-230 мм. Для заполнения и можно просто проваривать половину окружности трубы. Каждый последующий слой необходимо смещать для перекрытия замков на 10-30 мм.

Если нужно варить неповоротный горизонтальный стык, точкой начала может стать любое удобное место. В остальном здесь те же самые требования что и для вертикальных стыков.

Ниже приведены схемы сварки горизонтальных и вертикальных стыков одним и двумя сварщиками.

Image11

Теперь рассмотрим, как свариваются поворотные стыки. Процесс выполняется в самым удобным для сварки положении – НИЖНЕМ. Электрод должен быть под углом в районе 30° к поверхности трубы.

Корневой проход проваривают обратно ступенчатым способом, длина участка как правило четверть длины окружности. Заполнение и облицовку, выполняют непрерывно вращая стык. Скорость вращения выбирают равной скорости ведения процесса.

Ниже на схемах вы можете ознакомиться с методикой сварки поворотных стыков при повороте на 180 и 90 градусов.

Image12

 

Сварка труб с водой

Если необходимо варить трубу, из которой подтекает вода, а такое встречается достаточно часто здесь есть ряд хитростей, которые нужно применить.

Начинать сварку будем не с нижней точки, а отступив от нее еще выше на 20-40 мм и подниматься вверх. За счёт этого мы прогреваем металл трубы, также стоит немного увеличить силу тока процентов на 10 от рекомендуемой.

После того как металл трубы прогреется нужно вернуться в точку откуда началась сварка и заварить тот участок откуда течёт вода. Если вдруг дуга обрывается и электрод гаснет, то нужно разжечь его, отступив чуть выше и вновь прогрев металл. Лучше всего для этого способа использовать электроды с рутиловым покрытием и варить с отрывом. Сварочные точки нужно стараться накладывать как можно плотнее одна к другой.

Сварка труб малого диаметра

Для труб малого диаметра, особенно для трубопроводов автоматике (КИПовские) где диаметр трубы 10-16 мм применяется ручная аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. Если применяемые трубы электросварные то у них должно выдерживаться смещение между продольными швами не менее 3-х толщин стенки трубы.

Image13

Как правило все они свариваются за один проход. Основной сложностью является высокий риск прожечь тонкий металл. Чтобы этого избежать необходимо использовать минимально короткую дугу, выставить наименьшее значение сварочного тока, а также стараться максимально быстро.

Сварка труб большого диаметра

Основными особенностями сварки стыков труб большого диаметра является то, что их варят несколько сварщиков как правило два человека. Особенно это важно при сварке хромомолибденовых (ХМ-овских) сталей. Там этот процесс выполняется 2 мя сварщиками одновременно, обратно ступенчатым способом, проваривая участки до 250 мм длиной.

Также процесс на больших диаметрах выполняют с применением механизированных вращателей (поворотный стык). Подготовку кромок чаще всего производят тоже механизировано с использованием фаскосниматель или фаска выполняется непосредственно на заводе при производстве трубы.

Для больших диаметров применяются механизированные способы такие как: полуавтоматическая в инертных газах, под слоем флюса и так далее.

Для больших диаметров аргонно-дуговая как правило в чистом виде не применяется, а лишь в комбинированном способе (КРАД), когда корневой слой проваривается в среде аргона, а заполнение происходит ручной дуговой или полуавтоматической в среде инертного или активного газа.

Сварка трубопроводов при низких температурах

Если существует необходимость выполнять сварочные работы при минусовых температурах, нужно соблюсти ряд требований, которые обеспечат высокое качество сварных соединений.

  • Непосредственно перед прихваткой, металл в районе сварного соединения нужно прогреть до температуры +20 – +40 градусов (так чтобы можно было держаться рукой);
  • прогрев металла производится и перед сваркой;
  • разогревать металл возможно газопламенным способом (резаком), а также с помощью индуктора.

Техника безопасности при сварке труб

Image14

Правила техники безопасности написаны кровью, потому их очень важно соблюдать при выполнении сварочных операций. Перечислим основные из них:

  • до начала выполнения сварки проверить качество изоляции кабелей, а также заземление сварочного оборудования;
  • проверить исправность газового оборудования, нет ли протечек газа, нету ли трещин или деформации на баллоне;
  • все операции сварщик должен выполнять в несгораемый сварочный робе и крагах;
  • необходимо защищать органы зрения и применять сварочную маску, а в процессе и работа с абразивным инструментом одевать защитный щиток.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Mrmetall.ru
Добавить комментарий

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

Adblock
detector