Центраторы для сварки труб чертежи

Обновлено: 20.09.2024

Изобретение относится к внутренним центраторам для сборки, центровки и сварки коротких труб, преимущественно для диффузионной сварки в вакууме с использованием электронно-лучевого нагрева свариваемых поверхностей. Центратор состоит из стержня, по всей длине которого нарезана резьба. На одном конце стержня установлен опорный диск, а на другом установлен диск, имеющий возможность перемещаться при помощи гайки. Между подвижным диском и гайкой установлена пружина сжатия. Между опорным и подвижным дисками на стержень навёрнута стопорная втулка. Центратор обеспечивает сдавливание свариваемых колец с усилием, обеспечивающим строго дозированную пластическую деформацию специального выступа на одной из деталей. В результате обеспечивается точное сохранение продольных размеров свариваемых деталей за счёт отсутствия высокотемпературной ползучести в одной из них. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

1. Центратор для сварки труб, содержащий стержень с резьбой и надетый на конец стержня диск, выполненный с возможностью перемещения с помощью гайки, отличающийся тем, что резьба выполнена по всей длине стержня, а на противоположном от подвижного диска конце стержня установлен на резьбе опорный диск, при этом между подвижным диском и гайкой установлена пружина сжатия, а между опорным и подвижным дисками на стержень навернута стопорная втулка.

2. Центратор по п.1, отличающийся тем, что на стержне между нажимным фланцем и стопорной втулкой установлен набор сменных шайб толщиной 0,1 - 0,5 мм.

3. Центратор по п.1, отличающийся тем, что резьба на стержне выполнена с шагом не более 2 мм.

4. Центратор по п.1 или 3, отличающийся тем, что на конце стержня со стороны упорного фланца установлена контргайка.

5. Центратор по п.1 или 3, отличающийся тем, что на боковых поверхностях концов стержня выполнены лыски под ключ.

6. Центратор по п.1 или 3, отличающийся тем, что на торцах стержня выполнены центровочные отверстия.

7. Центратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что на резьбовой стопорной втулке установлен фиксатор.

8. Центратор по п.1, отличающийся тем, что в качестве пружины сжатия использована тарельчатая пружина.

Описание изобретения к патенту

Электронно-лучевой нагрев в диффузионной сварке используют в тех случаях, когда необходимо нагревать до температуры диффузионной сварки в основном только свариваемые поверхности, а основную массу металла свариваемых деталей защитить от высокотемпературного нагрева и возможной пластической их деформации в результате сварочного сдавливания.

Такая необходимость возникает при сварке двух разнородных материалов, у которых прочностные свойства при температуре диффузионной сварки резко отличаются и один из материалов под воздействием силы сварочного сдавливания и длительной выдержки начинает ползти и резко теряет свой первоначальный размер в направлении силы сдавливания.

Характерным примером может служить диффузионная сварка корпуса шагового двигателя, состоящего из набора чередующихся между собой колец из магнитной и немагнитной стали, например, магнитных колец из стали 1Х13 и немагнитных из сталей 0Х18Н10Т.

Классическая диффузионная сварка сталей таких марок проводится по следующему режиму: температура сварки -1050С; усилие сдавливания - 1,5 кгс/мм 2 и время выдержки при этой силе сдавливания и температуре - 20 мин. (см. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. - М.: Машиностроение, 1976, стр. 134.).

Если аустенитная сталь 0Х18Н10Т при температуре диффузионной сварки 1050С и усилии сдавливания 1,5 кгс/мм 2 не подвергается заметной ползучести, то хромистая сталь типа 1Х13 интенсивно ползет под этим усилием сдавливания, а свариваемые детали значительно теряют свои первоначальные размеры. Это объясняется свойством хромистых сталей резко терять свои прочностные свойства при нагреве свыше 600С (см. Химушин Ф.Ф. Нержавеющие стали. - М.: Металлургия, 1997, рис. 67, стр. 113).

Высокая ползучесть магнитных сталей марок типа 1Х13 и др. не позволяла применить метод диффузионной сварки для изготовления корпуса шагового двигателя, представляющего собой набор колец из магнитной и ненагнитной сталей, т.к. при сварке по классическому режиму кольца из магнитной стали уменьшались в высоте на 30%. Этому также способствовал характерный для диффузионной сварки способ нагрева с помощью высокой частоты. Известно, что при нагреве высокой частотой в первую очередь интенсивно разогреваются магнитные материалы, а в случае набора из чередующих колец магнитной и немагнитной сталей этот эффект особенно наглядно проявляется тем, что высокой частотой греются в основном кольца из магнитной стали, что усугубляет их ползучесть.

Чтобы обойти этот недостаток, была разработана технология диффузионной сварки, при которой низкие прочностные свойства стали типа марки 1Х13 при температуре диффузионной сварки стали играть положительную роль.

Для этого высокочастотный нагрев был заменен на электронно-лучевой, с помощью которого нагревался до температуры диффузионной сварки только небольшой выступ, выполненный на свариваемом торце кольца из магнитной стали. Этот выступ под воздействием усилия сдавливания пластически деформировался и своим теплом разогревал свариваемую поверхность кольца из немагнитной стали.

Под воздействием температуры, сдавливания и пластического течения металла на свариваемых поверхностях интенсивно формируется диффузионное сварное соединение между магнитной и немагнитной сталями.

Чтобы обеспечить протекание такого процесса в автоматическом режиме и в строго регламентированных параметрах, необходимо было создать центратор, на котором могли бы последовательно собираться свариваемые кольца будущего корпуса шагового двигателя и устанавливаться во вращатель электронно-лучевой установки.

В процессе электронно-лучевого разогрева стыка до температуры диффузионной сварки центратор должен деформировать разогретый выступ на кольце из магнитной стали на строго заданную величину и прекращать после этого процесс сварочного сдавливания.

Известен внутренний центратор для сборки и сварки в вакууме кольцевых стыков труб (см. патент №2169654 от 27.06.01 г.). Этот центратор взят в качестве прототипа, т.к. он наиболее близок к заявляемому устройству по технической сущности и ряду существенных признаков. Этот центратор также, как и заявляемый, предназначен для сборки, центровки и сжатия кольцевых торцов труб, предназначенных для неразъемного соединения с помощью нагрева электронным лучом в процессе вращения свариваемого изделия.

Недостатком известной конструкции центратора является то, что эта конструкция не может создавать сжатие свариваемых торцов труб с усилием, необходимым для пластической деформации одного из торцов на заданную величину, а также не может автоматически прекращать пластическую деформацию после достижения заранее заданной величины деформации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание центратора с регулируемой силой сдавливания торцов свариваемых труб и изделий трубчатой формы, а также автоматического прекращения сдавливания при достижении заданной деформации торцов.

Технический результат состоит в том, что конструкция заявляемого центратора обеспечивает возможность дистанционного прекращения действия усилия сдавливания свариваемых торцов труб путем предварительной установки на заданную величину стопорной втулки, а также позволяет устанавливать заданное усилие сдавливания свариваемых поверхностей за счет предварительного сжатия на расчетную величину тарельчатых пружин.

Кроме этого технический результат состоит в том, что конструкция позволяет сначала сваривать две короткие трубы в виде колец, потом приваривать к этой паре третье кольцо и т.д., пока не будет сварен полный набор чередующихся между собой колец из магнитной и немагнитной сталей, составляющих корпус шагового двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном центраторе для сварки труб, содержащем стержень с резьбой и надетый на конец стержня диск, выполненный с возможностью перемещения с помощью гайки, резьба выполнена по всей длине стержня, а на противоположном от подвижного диска конце стержня установлен на резьбе опорный диск, при этом между подвижным диском и гайкой установлена пружина сжатия, а между опорным и подвижным дисками на стержень навернута стопорная втулка;

- кроме того, на стержне между нажимным фланцем и стопорной втулкой установлен набор сменных шайб толщиной от 0,1 до 0,5 мм;

- кроме того, резьба на стержне выполнена с шагом не более 2 мм;

- кроме того, на конце стержня со стороны упорного фланца установлена контргайка;

-кроме того, на боковых поверхностях концов стержня выполнены лыски под ключ;

- кроме того, на торцах стержня выполнены центровочные отверстия;

- кроме того, на резьбовой стопорной втулке установлен фиксатор;

- кроме того, в качестве пружины сжатия использована тарельчатая пружина.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан центратор в рабочем положении, когда к уже сваренным пяти кольцам заготовки корпуса шагового двигателя пристыковано шестое кольцо из магнитного материала; вся сборка колец сжата с заданным усилием при помощи гайки и тарельчатых пружин и установлен заданный размер S, ограничивающий горячую пластическую деформацию выступа на свариваемой поверхности кольца из магнитной стали до заданной величины.

Показанный на чертеже центратор подготовлен к установке во вращатель сварочной вакуумной камеры электронно-лучевой установки.

Центратор для диффузионной сварки труб с помощью электронно-лучевого нагрева выполнен в виде резьбового стержня 1 с силовой гайкой 2 с тарельчатыми пружинами сжатия 3 и надетым на стержень 1 подвижным диском 4. На другом конце стержня 1 установлен на резьбе опорный диск 5 с контргайкой 6. Между дисками 4 и 5 на резьбе стержня 1 установлена стопорная втулка 7, снабженная от проворота фиксатором 8. Между диском 4 и стопорной втулкой 7 установлен набор сменных тонкостенных шайб 9, позволяющих тонко регулировать величину зазора S, а между гайкой 2 и тарельчатыми пружинами 3 установлена шайба 10.

Центратор работает следующим образом. Он предназначен для сборки коротких труб, в основном колец из разнородных металлов, которые сваривают торцами диффузионной сваркой в сварочной вакуумной камере электронно-лучевой установки, электронный луч которой используют для локального нагрева свариваемых торцов двух колец с преимущественным нагревом торца кольца из менее жаропрочного материала, например, из магнитной стали при сварке корпусов шаговых двигателей. Нагрев свариваемых торцов ведется при постоянном вращении центратора, который одним концом стержня должен устанавливаться во вращатель сварочной установки, а противоположный конец стержня должен подпираться центром вращателя, для чего на торцах стержня 1 выполнены центровочные отверстия.

Перед приваркой каждого нового кольца к уже сваренным между собой кольцам пристыковывается новое кольцо и все вместе устанавливается между подвижным диском 4 и опорным диском 5. Перед этим между стопорной втулкой 7 и диском 4 устанавливается заранее рассчитанная величина зазора S, которая ограничивает пластическую деформацию выступа на кольце из менее прочного материала, например, в случае сварки корпуса шагового двигателя, кольца из магнитной стали.

Для стабильного сохранения положения стопорной втулки 7 она фиксируется фиксатором 8. После сборки кольца сжимаются гайкой 2 с расчетным усилием, необходимым для горячей деформации выступа на вновь привариваемом кольце.

Расчетное усилие сдавливания определяется по величине сжатия тарельчатых пружин, силовые характеристики которых заранее определяются. Необходимое усилие устанавливается по расстоянию между диском 4 и шайбой 10.

Чтобы относительно легко обеспечить усилие сдавливания в несколько тонн, на стержне 1 выполнена мелкая резьба с шагом не более 2 мм. А для удобства затяжки на боковых поверхностях концов стержня 1 выполнены лыски под ключ.

Набор тонкостенных шайб 9 позволяет за счет убирания части шайб или их добавки сваривать кольца разной высоты, не меняя при этом положения стопорной втулки 7.

Приспособления для сварки

Получить качественное сварное соединение можно при использовании специальных приспособлений для сварки. Опытные сварщики хорошо знакомы с тем, как важно правильно и надежно зафиксировать соединяемые изделия. При широком ассортименте сложно подобрать вариант исполнения, который будет обеспечивать надежную фиксацию. Именно поэтому рекомендуют уделить внимание классификации и особенностям всех механизмов.

Приспособления для сварки

Сборно-сварочные приспособления профильных труб и их виды

Распространенные приспособления для сварки создаются для того, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия работы, за счет чего повышается качество получаемого шва. Все они делятся на несколько видов:

Подобные механизмы для установки и крепления профильных труб могут изготавливаться из самых различных материалов. Рекомендуется уделять больше внимания выбору приспособлений для сварки, так как они во многом определяют качество получаемого результата.

Механизмы для установки

Специальные сварочные приспособления требуются для того, чтобы задать правильное расположение в пространстве свариваемым элементам. Наибольшее распространение получили:

Уголки.
Упоры.
Призмы.
Шаблоны.

Упорные устройства предназначены для фиксирования заготовки на основной поверхности. Большая часть применяются постоянно, так как сварной шов обеспечивает лишь высокую степень герметизации. Кроме этого, встречаются и откидные варианты исполнения, которые можно демонтировать при необходимости.

Уголок сварочный Шаблон промышленный

Часто нужно выдержать определенный угол расположения труб. Для этого могут использоваться специальные уголки, которые изготавливаются из самых различных материалов.

Призмы предназначены для фиксации цилиндрической профильной заготовки. Как правило, подобные конструкции изготавливаются из металлических уголков. При необходимости требуемые элементы для фиксации можно изготовить самостоятельно при применении сварочного оборудования.

Приспособления для крепежа

Некоторые приспособления для сварки предназначены не для расположения свариваемых элементов, а их надежной фиксации на момент проведения работ. Прижимы и зажимы для сварки получили широкое распространение, так как после образования сварочного шва соединяемые элементы должны находится в неподвижном состоянии. Наибольшее распространение получили:

Стяжки используются для сближения двух одинаковых элементов. Особенности подобной конструкции зависят от многих моментов, к примеру, предназначения.
Зажимы характеризуются удобством в применении. Изменить размер зева можно при помощи зажимного винта и штифта. При желании подобный механизм можно изготовить в домашней мастерской.
Прижимы также получили широкое распространение. Они бывают пружинного, рычажного и клинового типа. Простейший прижим создается из обычной винтовой пары, которые изменяют положение параллельно расположенных пластин. В продаже встречаются гидравлические прижимы, которые применяются крайне редко. Это связано с их высокой стоимостью и малой практичностью в использовании. Если нужно обеспечить давление около 500 кг/см 2 и более они практически незаменимы. Более практичны в применении прижимы с магнитным прижимом, так как они просты и маневренны. Их конструктивные особенности позволяют быстро совместить кромки соединяемых деталей. Для оказания давления может применяться пневматика, представленная сжатым воздухом. За счет высокой упругости пневматика компенсирует деформацию свариваемых деталей.
Распорки применяются для выравнивания кромок собираемых конструкций. Некоторые варианты исполнения распорок используются для решения проблем с дефектами.
Струбцины считаются универсальным механизмом. Практически все мастера указывают на то, что без подобного инструмента практически не обойтись. В продаже встречаются варианты исполнения разной формы и размеров, за счет чего можно подобрать наиболее подходящий вариант исполнения под конкретные условия сварки. В последнее время наибольшей популярностью пользуется устройства, который позволяет быстро провести зажим заготовки.

Стяжки Струбцина

Опытные мастера приобретают целый комплект различных крепежных элементов, но в большинстве случаев они изготавливаются на месте и подгоняются под определенные заготовки.

Приспособления для установки и крепежа

В продаже встречаются универсальные приспособления для сборки различных конструкций. Они могут выполнять сразу несколько технологических задач, зачастую во внутрь вставляется деталь и затягивается винтом. Сваривание труб сегодня проводится крайне часто. Именно поэтому получила распространение следующая оснастка:

Центраторы. Подобный механизм позволяет совместить оси соединяемых элементов. Кроме этого, при их применении можно обеспечить совмещение кромок. Центраторы делятся на внутренние и наружные, сварка может проводится в разных положениях.
Устройства с магнитом получили широкое распространение, так как просты в применении и характеризуются универсальностью.
Механизированные стенды. Во многих случаях на подготовительные работы уходит довольно много свободного времени. При использовании стендов можно существенно ускорить процесс подготовки, а также прочно закрепить заготовки в требуемом положении. Изделия предварительно собираются, после чего фиксируются на стендах для проведения сварки. Чаще всего механизированные стенды используют в случае сборки габаритных изделий плоской или объемной формы.
Кантователи применяются для поворота крупногабаритных заготовок. Выделяют механизмы роликового и цевочного, рычажного, центрового и цепного типа. Все они характеризуются своими определенными особенностями, которые нужно учитывать при выборе наиболее подходящего варианта.
Манипуляторы приспособлены к повороту свариваемого изделия на момент проведения работы. Современные варианты исполнения могут делать поворот в нескольких плоскостях, за счет чего существенно увеличивается область применения приспособления и комфорт на момент сварки. Некоторые модели способны проводить поворот заготовки с требуемой скоростью, за счет чего повышается качество шва.

Центраторы для труб Кантователь

Наружные центраторы сегодня встречаются намного чаще, представлены конструкцией с подвижными звеньями, для объединения которых применяются шарниры. Есть и самодельные варианты исполнения, изготавливаемые из подручных материалов.

Механизмы с магнитами

Выпускают для сварочных работ устройства с магнитами. Примером можно назвать различные угольники. Основное предназначение – правильное расположение листового материала при их соединении.

Механизмы с постоянным или электрическим магнитом выпускают в виде угольник и некоторых других распространенных форм. За счет воздействия магнита обеспечивается надежная фиксация заготовок относительно друг друга. При этом после завершения работы можно быстро снять конструкцию.

Сегодня при создании фиксаторов могут использовать различные магниты, как постоянные, так и электрические. Последние менее практичны, но обеспечивают оказание большего усилия на заготовки.

Сварочные приспособления своими руками — струбцина

Изготовить сварочные приспособления своими руками достаточно просто. Многие мастера активно используют именно самодельные конструкции, так как они более комфортны в применении. Кроме этого, некоторые магазинные варианты исполнения характеризуются низкой надежностью, слишком высокая нагрузка приводит к деформации и повреждению.

Струбцина своими руками

Для создания универсальных приспособлений для сварки может потребоваться:

Гайки, которые рассчитаны на возможную нагрузку.
Листы металла толщиной около 10 мм.
Шайба большого диаметра.
Заготовка трубопрокатного типа с наружной резьбой, которая подходит под подобранную гайку.

Стоит учитывать, что при использовании обычного металла со временем на поверхности появится коррозия. Именно поэтому нужно предусмотреть особенности процесса покрытия стали специальным антикоррозионным составом.

Процесс изготовления своими руками

Провести создание требуемой конструкции можно при использовании подручных инструментов. Среди особенностей проводимой работы отметим следующие моменты:

Из приобретенных листов вырезаются прямоугольники шириной 4 см различной длины. После этого подготавливается две прямоугольные пластины. Первые элементы используются для создания основной части корпуса, другие для фиксации подвижной части. Металл предварительно очищается от ржавчины и других загрязняющих веществ.
К основной струбцине приваривается специальный вспомогательный элемент, изготавливаемые из металлических пластин и уголков.
Еще один лист из стали приваривается к меньшей стороне. Шайбы подобранного диаметра сваривают в одну болванку.
Гайки нужно укладывать на ребро. За счет этого подвижный стержень располагается параллельно струбцине.

Изготовление самодельной струбцины

Сварочный шов должен идти снаружи. Подобная конструкция позволяет зафиксировать соединяемые элементы и обеспечить их неподвижность при проведении сварки.

Самодельные приспособления для сварки практически ни в чем не уступает покупным вариантам исполнения. Перед тем как приступить к выполнению работы по сборке прижимного или фиксирующего механизма нужно учесть то, каким образом оно будет использоваться и какими свойствами должно обладать.

Самодельное устройство на магнитах

Все чаще в домашних условиях собирается приспособление для сварки труб, которая работает на магнитах. Процесс изготовления характеризуется следующими особенностями:

Основной материал – пластина с длинной каждой стороны 25 см.
Потребуется трубы с поперечным сечением в виде квадрата, ребра которого обеспечивают более высокую жесткость.
Конструктивные особенности механизма предусматривают наличие трех болтов и гаек небольшого размера.
Стальной цилиндр с диаметром 4,5 мм.

Сборку можно провести при наличии сварочного аппарата и дрели со сменными сверлами по металлу. Конструкция создается следующим образом:

С обоих сторон квадратной пластины привариваются трубы, длина которых 15 и 20 см.
Следующий шаг предусматривает создание двух вспомогательных деталей: одна п-образной формы, вторая имеет форму трапеции с одинаковыми сторонами.

Подобные варианты исполнения встречаются крайне часто по причине универсальности, самодельные механизмы рассчитаны на высокую нагрузку.

Универсальные варианты исполнения фиксаторов с магнитами очень удобны в применении. Именно поэтому они получили широкое распространение, используются мастерами различного уровня.

Классическое устройство характеризуется следующими особенностями:

Механизм представлен сочетанием двух пластин, которые имеют встроенные магниты. Они принимают основную нагрузку, рассчитаны на воздействие самого различного давления.
Положение двух плоскостей может меняться для регулирования угла, который подбирается под форму соединяемых изделий.
Конструкция также имеет еще две дополнительные плоскости, которые существенно повышают точность сопряжения двух поверхностей относительно друг друга.

За счет использования универсального механизма можно точно и быстро сварить между собой несколько изделий. Сила постоянного или электрического магнита может быть достаточно высокой, обеспечить требуемую надежность фиксации.

Типы сборно-сварочных приспособлений

Рассматривая приспособления для сварки следует учитывать, что они делятся на несколько различных категорий. Наибольшее распространение получили механические зажимы и фиксаторы, так как они просты в применении и могут прослужить в течение длительного периода.

Если нужно зафиксировать большие и тяжелые заготовки, то могут использоваться конструкции с пневматически или электрическим приводом. За счет использования специального привода существенно повышается прикладываемое усилие.

Классификация всех устройств также проводится по тому, в каких условиях они могут эксплуатироваться. Примером можно назвать варианты исполнения промышленного и бытового применения.

Кроме этого, выделяют следующие группы вспомогательных приспособлений для сварки:

Комбинированные.
Для установки.
Для сборки.
Предварительная фиксация.

Зажим для электродов

В заключение отметим, что техника безопасности сварочных работ также определяет необходимость в надежной фиксации соединяемых элементов. Это связано с тем, что держать на весу заготовки запрещается. Также они не должны находится в неустойчивом положении, так как повышается вероятность получения травмы или снижения качества получаемого шва.

Центраторы для сварки труб

Для сварки фрагментов при монтаже трубопровода используется специализированные инструменты – центраторы для сварки труб. В данной статье приведены их устройство, классификация и особенности.

Устройство

Различные виды центраторов значительно отличаются по конструкции. Однако в любом случае ее составляют упорные и фиксирующие элементы.

К основным качествам центраторов относят:

надежность фиксации;
точность их совмещения;
удобство применения;
долговечность.

Применение

Центраторы имеют обширную сферу применения. Это обусловлено тем, что они рассчитаны на сварку труб различных типов и диаметров. Ввиду этого их применяют при сборке трубопроводов в коммунальной и нефтегазодобывающей сферах. Центраторы служат для фиксации смежных фрагментов трубопровода при сварке.

Актуальность данных инструментов определяется большой сложностью совмещения соединения фрагментов магистральных трубопроводов путем сварки, особенно большого диаметра. Это обусловлено провисанием ввиду малой жесткости соединяемых фрагментов. Этого необходимо избежать, обеспечив соосность. В противном случае значительно снизится качество соединения. Причем нужно учитывать, что соосность далеко не всегда означает параллельность.

Фиксация фрагментов обеспечивает стабильные размеры зоны сварки. К тому же, если используется центратор для сварки, с внутренней стороны стыка не формируются перепады, вызывающие турбулентность потока и повышающие сопротивление при эксплуатации трубопровода. То есть названные дефекты ухудшают гидравлические параметры, вследствие чего требуется более мощное насосное оборудование.

Точное позиционирование обеспечивает одинаковую ширину сварочного шва по окружности в отсутствии подрезов, непроваров, наплывов, что повышает прочность. К тому же благодаря этому допустимо применение механизированной сварки.

Для классифицирования центраторов используется несколько критериев:

технологическое назначение;
конструктивное исполнение;
количество точек фиксации;
сферу применения.

Под первым критерием подразумевается способ расположения инструмента. На основе этого их дифференцируют на варианты для наружного и внутреннего диаметров. Далее они рассмотрены более подробно.

Конструктивное исполнение подразумевает использование в устройстве деталей различной конфигурации и типа. Определяется назначением инструмента, в том числе конфигурацией трубопровода. Так, основная часть сегментов расположена по прямой, однако существуют и изогнутые участки.

Количество точек фиксации определяется диаметром трубопровода.

Сегменты небольшого размера фиксируют с одной стороны, а для труб от 400-600 мм используют двустороннюю фиксацию.

По сфере применения центраторы дифференцируют на бытовые и профессиональные. Модели первого типа отличаются компактными размерами, ручным приводом и невысокой стоимостью. Они рассчитаны, например, на сварку домашнего водопровода. Профессиональные варианты значительно более сложны и дороги. Они ориентированы на прокладку магистральных трубопроводов.

Наружные

Данные инструменты представлены разъемными конструкциями. Фиксация труб производится различными способами, на которых основана классификация наружных центраторов, приведенная далее. В целом, для данного типа принцип функционирования состоит в удержании с внешней стороны. Все наружные инструменты имеют маркировку, включающую буквенные символы «ЦН» и числовое значение пикового внешнего диаметра в мм.

Многозвенные модели представляют собой конструкции из соединенных пальцевыми шарнирами звеньев. Встречается несколько технологий их стягивания: ручное, винтовым механизмом, силовым гидроприводом. Последний вариант характеризуется наибольшим усилием и, следовательно, обеспечивает наилучшее центрирование. Данные центраторы служат для труб диаметром до 2000 мм. Для них характерны проблемы с надежностью и долговечностью, обусловленные двумя факторами. Во-первых, со временем зазоры возрастают вследствие износа. Во-вторых, возможны поломки пальцевых шарниров.
Арочные варианты включают 2 клеммы с откидными частями. Последние при центрировании накладываются друг на друга. Стягивание производится вручную либо гидравликой. Количество секций подбирают на основе диаметра. Такой центратор наружный проще по конструкции и надежнее моделей предыдущего типа ввиду меньшего количества деталей. К тому же он жестче. Однако такие варианты рассчитаны на трубы меньшего диаметра (до 900 мм).
Эксцентриковые центраторы по конструкции близки к арочным. Отличие состоит в использовании эксцентрикового зажима для прижима клемм. Он обеспечивает ускоренное центрирование, однако требует высокой квалификации ввиду возможности самопроизвольного отсоединения при недостаточной фиксации. К тому же механизм быстро утрачивает прижимное усилие ввиду износа. На основе этого их используют для труб диаметром до 400-500 мм.
Цепные центраторы включают в качестве основного конструктивного элемента цепь, а также стягивающий механизм. Последний имеет только ручной привод. Некоторые модели оснащены выравнивающими винтами, служащими для коррекции геометрии труб. Это наиболее мобильный и оперативный вариант центраторов. Поэтому такие инструменты применяют как при создании трубопроводов, так и при ремонте. Предельный диаметр для данных вариантов – 1400 мм.
Струбцинные модели состоят из струбцин и рычажного механизма. На основе конфигурации целевых конструкций встречаются дуговые и прямоугольные струбцины. Нижний элемент обычно плоский. Механизм зажима чаще всего с ручным приводом, но бывает и с гидравлическим. Это компактные центраторы для труб малого диаметра. Обычно используются в коммунальной и бытовой сферах.

Наружные центраторы любого типа предполагают использование дополнительного оборудования в виде подставок, рабочих площадок, грузозахватных приспособлений и т. д.

Внутренние

Такие инструменты, в сравнении с внешними, отличаются сложной конструкцией. Это объясняется большей сложностью обеспечения соосности внутренних диаметров вместе с внешним. Принцип функционирования основан на оказании давления на стенки изнутри. В маркировке используется буквенное обозначение «ЦВ».

Значительное отличие внутренних центраторов от наружных состоит в том, что они рассчитаны на использование как при сварке, так и при эксплуатации трубопровода.

Во втором случае они служат для устранения прогиба под воздействием просадки грунта и собственным весом. Для большинства моделей эти возможности обеспечивает гидравлический привод. Причем предусмотрено регулирование скорости движения гидрозажимов, вследствие чего в системе управления гидроприводом используются двигатели постоянного тока.

Модели с ручным приводом рассчитаны на сварку конструкций внутренним диаметром до 300 мм, а обычные рассчитаны на трубопроводы более 2000 мм.

Специализированные модели для труб малого диаметра отличаются наличием пружинного зажима. По конструкции они аналогичны наружным центраторам для бурения нефтяных и водных скважин.

Принцип работ состоит в надвигании с использованием грузозахватного механизма трубы на вторую, в торце которой размещен центратор. Далее гидравликой создает требуемое усилие прижима. После этого можно начинать сварку. При этом необходимо наличие вентилятора ввиду сильного нагрева при работах.

Центратор внутренний применяемых при сварке труб с пенополиуретановым покрытием, используемых в магистральных сетях отопления и водоснабжения. Данный материал выполняет роль изоляции и служит для размещения кабеля, контролирующего состояние трубопровода. Поверх него наносится термостойкая оболочка. Ввиду этого сварка возможна исключительно с внутренней стороны.

Достоинства и недостатки

К основным достоинствам центраторов относят:

повышение качества сварки за счет точного расположения и фиксации, что обеспечивает длительный эксплуатационный срок;
снижение трудозатрат;
мобильность;
невысокую стоимость;
многофункциональность, состоящую в применимости для труб разных видов и размеров.

Основным недостатком центраторов считают некоторое повышение стоимости работ. К тому же многие промышленные модели характеризуются большой массой (до сотен кг). Поэтому для их применения требуются грузоподъемные устройства. Это также усложняет и удорожает работы.

Также можно сопоставить наружный и внутренний виды.

Инструменты первого типа характеризуются следующими достоинствами:

небольшими габаритами и массой для большинства моделей;
простотой использования;
возможностью применения при любых условиях.

Основной недостаток состоит в отрывочном ведении работ, обусловленном необходимостью постоянного передвижения инструмента.

Основное достоинство внутренних центраторов состоит в обеспечении непрерывной сварки. Однако это большие и тяжелые инструменты сложной конструкции, требующие применения подъемного оборудования.

Модели и цены

Выбор центратора осуществляют на основе ряда критериев.

Диаметр труб. Во-первых, каждый тип инструмента рассчитан на конкретный диапазон диаметра. Во-вторых, для толстых деталей (более 800 мм) следует использовать модели жесткой конструкции (многозвездные или арочные), а при меньших диаметрах подойдут эксцентриковые варианты.
Требования к качеству сварки. В некоторых случаях существуют пределы для дефектов соединения (включая эллипсность). Наилучшее качество сварки обеспечивают цепные модели.
Предельное давление. Для создания наиболее стойкого сварочного шва следует применять центраторы с гидрозажимом.
Материал труб. В данном отношении рассматриваемые инструменты всех типов универсальны, однако исключение составляют работы с полипропиленовыми трубами. В таком случае требуются внутренние варианты.
Универсальность. Лучшими по данному показателю считают цепные модели.

Стоимость центраторов колеблется в обширных пределах. Так, простейшие наружные многозвенные модели с ручным приводом можно приобрести за 1,5 тыс. рублей, в то время как цена внутренних гидравлических составляет примерно 350 тыс. Таким образом, стоимость определяется конструкцией, назначением, а также брендом.

Из производителей данных инструментов по качеству выделяют продукцию Vietz и Clamp.

Следует отметить, что простейший бытовой центратор несложно и недорого создать самостоятельно.

Разновидности и использование центраторов в процессе сварки труб

Оборудование

Обязательным условием для проведения трубоукладочной работы является наличие высококачественного сварного шва. Чтобы добиться такого результата необходимо использоваться центраторы для сварки труб.

Эффективность приспособлений особенно оценена профессиональными мастерами, которые проводят магистральные и местные трубопроводные работы, поскольку на глаз достаточно трудно определить, совпадет ли кромка одной трубы с другой.

Что такое центраторы для сварки труб?

Центратор для сварки труб – это специальное приспособление, главной функцией которого является обеспечение нужного совпадения, но не параллельности двух кромок необходимых деталей, прежде чем начинать их сваривать.

Использование центратора для сварки труб.

Благодаря данной процедуре размер в месте сварки выходит стабильным, что позволяет провести механизацию процесса. Помимо того, с применением центратора отсутствует перепад внутренних диаметров на шве.

Благодаря этому не возникает турбулентность в потоке рабочей среды во время перекачки через трубопровод. Также уменьшается коэффициент сопротивления. В результате получается достаточно мощная работа насоса в магистральном трубопроводе.

Любая конструкция центратора, чтобы сварить трубопровод должна иметь:

Надежную фиксацию всех привариваемых деталей друг с другом.
Точное соединение на стыке.
Удобный монтаж и демонтаж.
Долгосрочность, без влияния внешних факторов либо частоты эксплуатации.

Виды центраторов для сварки

Выделяют несколько способов классификации центраторов, чтобы сваривать трубопровод. Их классификация на виды заключается в делении по фиксированию и способу крепления.

Центратор для сварочных работ.

В первом способе оборудования делятся на внутренние и наружные:

Внутренний центратор крепится внутри свариваемых элементов, чтобы зафиксировать в необходимом положении трубу либо другой материал.
Внутренние центраторы для сварки трубопроводов также применяют для больших диаметров. Они обладают сложной структурой и подразумевают наличие дополнительного гидравлического насоса, двигателя и специальных крепежных систем.
Внешний центратор огибает шов с внешней стороны трубы.
Он выглядит как большой зажим под универсальное изделие. Отличается простотой и удобством в эксплуатации. Используют для сваривания труб с малейшим диаметром.

Внешние оборудования, в свою очередь, могут делиться на подвиды, в зависимости от способа крепления стыков и размеров труб в диаметре:

цепная конструкция – в наличии присутствует цепь, благодаря которой крепится и фиксируется отрезок для сварочных работ;
звеньевая – представляет собой набор из звеньев, за счет которых регулируется и передвигается труба для более удобного положения для сварки;
эксцентриковая – состоит из пару дуг из металла, перетянутых между собой перемычкой.

К дополнительным видам центраторов для сварки трубопровода можно отнести мобильное бытовое устройство с маленьким диаметром, а также внешнее оборудование с пружинной обсадной.

Как выбрать агрегат?

Подбор центратора для сваривания трубопровода является одной из самых трудных задач, чтобы правильно обустроить водопровод, канализацию либо другую коммунальную коммуникацию. Данная конструкция дает возможность ровно соединить одну трубу с другой под правильным углом наклона, благодаря чему шов будет надежным и долговечным.

Чертеж сварки при помощи центратора.

Существует две основные особенности в этом выборе:

Необходимо определить сечение труб.
Важно правильно выбирать размер труб с большим диаметром, поскольку он должен быть одинаковым с сечением другой трубы для сваривания. Под работу с малым диаметром понадобится открытое оборудование, для большого – лучше выбирать закрытый агрегат. Последний способ более трудный в управлении, однако надежно фиксирует элементы.
При выборе между цепным, звеньевым либо эксцентричным оборудованием, необходимо руководствоваться своими финансами и планируемым объемом эксплуатации.
Первый вариант достаточно дешевый, многофункциональный, но не надежный. Второй – золотая середина рассматриваемых агрегатов. Самые дорогие и качественные – это эксцентричные устройства. Их особенность заключается в том, что они облегченные снаружи, что позволяет быстрее и качественнее справляться с поставленной задачей.

Исходя из всего вышесказанного, можно подвести итог, что использование внутренних центраторов для сваривания труб делает процесс организованным и качественным, что немаловажно такой сфере деятельности как строительство.

Благодаря правильному выбору данного изделия и применения всех рекомендаций, результат получится прочным и надежным, что увеличит во времени эффективную эксплуатацию трубопровода.

Читайте также: