Сварка через подкладное кольцо
Обновлено: 04.05.2024
Любое строительство металлических трубопроводов не обходиться без создания неразъемных соединений. Лучшим и зарекомендовавшим себя способом соединения труб есть сварка. Она обеспечивает быстрое и надежное создание технологических трубопроводов. Рассмотрим ее поподробнее
Сварка труб – технологический процесс, который позволяет получить герметичный, прочный и долговечный стык труб. Этот рабочий процесс требует наличие сварочного оборудования, сварочных материалов и высокой квалификации работников. При этом он пожароопасный и взрывоопасный цикл. Следовать технологии сварочных работ и охране труда стоит неукоснительно.
Особенности сварки труб
Любая сварка труб подразумевает такие технологические операции – разработка чертежей, подготовка, сборка и сварка. Если трубопровод находится под давлением, то сварку проверяют избыточным давлением.
Разработка рабочих чертежей делается конструкторами заводов, научных институтов, конструкторских бюро и частных фирм. Для разработки сварки труб конструктор должен иметь соответствующее образование и сертификат, который разрешает проектирование трубопроводов.
Всякая сварка труб производится на основании схемы трубопровода, чертежей деталей и узлов сборки, технологической карты.
Подготовка к сварочным работам — закупка труб, деталей и оборудования, материалов. Доставка их на место сварки труб. Любые трубы должны иметь сертификат, где указывается марка, качество и материал изготовления труб.
Перед сваркой труб, все трубы проходят входной контроль. Их проверяют на толщину стенки, дефекты (зазоры, трещины, форму). При невозможности исправления дефектов трубы не используют для сварки.
Если трубы пришли в смазке, то их очищают. При необходимости трубы “протавливают” в специальных растворах, так убирают коррозию, получают хорошее качество сварки труб.
Перед самой сваркой на трубах снимают фаску. После нее трубы готовы к сборке.
Сборка труб может делаться двумя способами встык и враструб. Сборка труб враструб подразумевает , когда меньший диаметр трубы вставляют в больший и производят сварку. Такая сварка труб эффективная при малых диаметрах труб, так как обратный валик сварочного шва не “съедает” внутренний диаметр трубы. Сейчас такую сварку стараются не применять. Для этого при сборке труб используют переходы.
Сборка труб встык может производиться как на месте монтажа трубопровода, так и в сборочно-сварочных цехах.
Сварка труб выполнятся двумя технологическими способами
Первый способ – сварка труб с подкладным кольцом. На один участок трубы сварочной прихваткой закрепляют кольцо, а затем стыкуют второй участок трубы. После сборки сваркой заполняют место стыковки труб. В данном случае кольцо служит вместо обратного сварочного валика.
Второй способ — сварка труб встык с обратным валиком сварочного шва. Обратный валик – сварочный шов, который находится внутри труб. От него зависит прочность сварочного соединения.
При любой сварке труб важное значение — правильный режим сварки.
Если выбрать большую силу тока, то можно сделать некачественный и неровный обратный валик шва.
Если выбрать малую силу тока, то не будет провара и обратного валика шва.
Любая сварка труб включает в себя обработку наружного катета шва. Его обрабатывают угловыми шлифмашинками. Так снижают сварочные напряжения и деформации в сварочном соединении.
Сварка труб – незаменимый процесс в энергетике, химической , нефтеперерабатывающей, газодобывающей промышленности!
Технология ручной аргонодуговой сварки труб
Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся W-электродом применяется для неповоротных стыков труб из низкоуглеродистых, низколегированных и легированных (коррозионностойких) сталей. Диаметр свариваемых труб - менее 100 мм, толщина стенки - до 10 мм.
Выбор параметров режима
Сварочный ток выбирают: при однопроходной сварке - в зависимости от толщины стенки трубы, а при многопроходной - исходя из высоты валика, которая должна составлять 2 - 2,5 мм. Сварочный ток назначают из расчета 30 - 35 А на 1 мм диаметра электрода.
Напряжение на дуге должно быть минимальным, что соответствует сварке короткой дугой.
Скорость сварки регулируют так. чтобы гарантировались проплавление кромок и формирование требуемых размеров шва.
Расход защитного газа зависит от марки свариваемой стали и токового режима (от 8 до 14 л/мин).
Присадочная проволока диаметром 1,6-2 мм выбирается но марке свариваемой стали (см. статью Сварочные материалы).
Ориентировочные режимы
Диаметр W-электрода, мм
Диаметр присадка, мм
Сварочный ток, А
Напряжение на дуге, В
Расход газа, л/мин
Минимальные режимы по току в зависимости от марки W-электрода
Постоянный ток (А) полярности
Переменный ток, А
Сварку начинают сразу же после установки прихваток, которые при выполнении первого слоя нужно переплавить. В труднодоступных местах первый корневой шов можно выполнять без присадочной проволоки, если зазор и смешение кромок не превышают 0,5 мм, а притупление кромок не более 1 мм. Исключение составляют стыки труб из сталей 10 и 20, которые всегда нужно сваривать с присадкой.
Очередность наложения слоев при сварке одним сварщиком неповоротного стыка
Зажигать и гасить дугу следует на кромке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от конца шва. Подачу аргона прекращают спустя 5-8 с после обрыва дуги.
При сварке высоколегированных сталей нужно соблюдать ряд условий:
- минимальные токовые режимы;
- короткая сварочная дуга;
- максимальная скорость сварки без перерывов и повторного нагрева одного и того же участка металла;
- избегать поперечных колебаний горелки;
- присадочную проволоку следует подавать равномерно, чтобы не создавать брызг расплавленного металла, которые, попав на основной металл, могут вызвать впоследствии очаги коррозии
На толстостенных (более 10 мм) трубопроводах диаметром более 100 мм из низкоуглеродистых и низколегированных сталей корневой шов сваривают аргонодуговым способом без остающихся подкладных колец.
Сварку следует вести обратноступенчатым способом участками длиной не более 200 мм. Высота корневого шва должна быть не менее 3 мм. При этом необходимо обеспечить плавные переходы к поверхности трубы.
Направление и очередность укладки корневого слоя
Аргонодуговую сварку используют также, когда приваривают подкладное кольцо в трубах из углеродистых и низколегированных ст алей. Кольцо плотно, но без натяга, устанавливают в трубу, оставляя зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 15-20 мм с катетом 2.5-3 мм к трубам диаметром до 200 мм в двух местах, а большего диаметра в трех-четырех местах.
Прихватку, независимо от марки стали трубы и подкладного кольца, выполняют с присадочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6-2 мм. Подкладное кольцо приваривают однослойным угловым швом с катетом 3-4 мм с тем же присадком.
Прихватку и приварку подкладного кольца делают без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф с толщиной стенки более 10 мм - конец такой трубы подогревают до 250 - 300 °С.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Съемные подкладные кольца ( рис. 92, б) применяют при сварке труб из аустенитных сталей диаметром ПО мм и более. Съемные кольца окантовывают медью, чтобы сварной шов не приварился к кольцу и не препятствовал его снятию. Внутренние диаметры стыкуемых частей труб в этом случае обрабатывают до одинакового диаметра. Затем съемное кольцо вставляют в конец трубы так, чтобы медная окантовка оказалась на стыке. Кольцо закрепляют распорным конусом, а через другую трубу протягивают цепь или канат. Эту трубу ( или фасонную часть, арматуру) надвигают на кольцо до образования на стыке труб требуемого зазора, после чего стык сваривают; затем вытаскивают распорный клин и секторы разъемного кольца канатом. [31]
Плавающие подкладные кольца из проволоки прихватываются и привариваются к трубе при помощи арго-нодуговой ручной сварки вольфрамовым электродом или электродуговой ручной сваркой. Зазор между кольцами и стенкой трубы должен быть не более 0 5 мм. Технология сварки аустенитных сталей освещена в специальной литературе. [32]
Остающиеся подкладные кольца должны изготавливаться, как правило, из того же материала, что и свариваемые трубы. Допускается изготовление подкладных колец из полосовой стали 1Х18Н9Т - для трубопроводов из аустенитных и ферритных сталей и из полосовой стали марки 10 - для трубопроводов из перлитных сталей. [33]
Остающиеся подкладные кольца изготавливаются, как правило, из того же материала, что и свариваемые трубы. [35]
Остающиеся подкладные кольца и муфты изготовляют для труб из стали марок Ст2сп, СтЗсп, СтЗ, Ст4сп, Ст4, стали марок 10 и 20 - из любой указанной марки стали. [36]
Остающиеся подкладные кольца устанавливают плотно. [37]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу, особенно в трубопроводе малого диаметра. Поэтому на некоторых стройках используют съемные медные, керамические и другие кольца и подкладки. Однако вследствие того, что такие подкладки трудно устанавливать, а особенно извлекать из длинных секций трубопроводов, они не получили широкого применения. [38]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу, особенно в трубопроводах малых диаметров. Поэтому на некоторых стройках применяют съемные кольца и подкладки, изготовленные из меди, керамики и других материалов. [39]
Применять остающиеся подкладные кольца можно не во всех случаях, так как наличие их несколько уменьшает живое сечение трубопровода и в отдельных случаях создает условия для значительного увеличения гидравлического сопротивления трубопроводов. [41]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу. [42]
Однако остающиеся подкладные кольца создают дополнительные сопротивления для движения газа или жидкости по трубопроводу, особенно в трубопроводах малых диаметров, а, кроме того, их применение ведет и к увеличению расхода металла, который достигает 350 - 400 кг на 1 км газопровода диаметром 720 мм. [43]
При монтаже необходимы подкладные кольца , которые исключают выдавливание кольца в зазор при высоких давлениях. Могут применяться как при вращательном, так и при возвратно-поступательном движении. Для работы Т - образного кольца необходимы гГодклад - ные металлические кольца, которые исключают выдавливание кольца в зазор; рекомендуются для работы под высоким давлением. А-образные кольца имеют в поперечном сечении форму треугольника. В связи с высоким трением срок службы невелик, применяются относительно редко. [45]
Сварка через подкладное кольцо
6.2.9. При сборке стыков трубопроводов с подкладным кольцом его прихватку и приварку должен выполнять сварщик, который в дальнейшем будет сваривать этот стык, или сварщик, имеющий удостоверение на право сварки подобных стыков. В собранном стыке не должно быть перекоса подкладного кольца.
устанавливают подкладное кольцо в одну из труб с зазором между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм;
производят прихватку кольца с наружной стороны трубы в двух местах и затем приварку его к трубе ниточным швом катетом не более 4 мм (рис. 6.6 "а") . Прихватку и приварку кольца к трубе из низколегированной стали следует выполнять с предварительным подогревом конца трубы и подкладного кольца в соответствии с требованиями подраздела 6.4;
приваривают подкладное кольцо ко второй трубе (рис. 6.6 "б"), предварительно подогрев стык согласно требованиям подраздела 6.4.
При приварке кольца к первой трубе ручной аргонодуговой сваркой следует руководствоваться указаниями, приведенными в подразделе 8.3.
Примечание. Трубы с приваренным подкладным кольцом в процессе сборки не должны подвергаться ударам по кромкам и кольцу.
6.2.10. Подкладные кольца для стыков труб из углеродистых и низколегированных сталей должны изготавливаться из стали 20 или другой малоуглеродистой стали спокойной или полуспокойной выплавки с содержанием углерода не более 0,24%; для стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей можно применять подкладные кольца из сталей 12МХ, 15ХМ и 12Х1МФ. Размеры подкладного кольца: ширина 20 - 25 мм, толщина 3 - 4 мм. Если кольцо изготавливается из полосовой стали, его стыковой шов должен быть зачищен заподлицо с внутренней и наружной сторон.
6.2.11. Сборку замыкающего стыка при холодном натяге (независимо от способа сварки стыка) следует производить после окончания сварки, термообработки и контроля качества остальных стыков по всей длине участка трубопровода, на котором необходимо выполнить холодный натяг. В процессе сварки и термообработки замыкающего стыка необходимо укрепить трубопровод в таком положении, чтобы стык не испытывал усилий от холодного натяга.
Рекомендуется следующий порядок технологических операций сборки, сварки и термообработки стыка с холодным натягом (рис. 6.7):
при сборке стыка установить временную вставку 3 в виде кольца из трубы; длина вставки должна быть равна размеру холодного натяга lхн;
после сварки и термообработки всех других стыков на этой нитке трубопровод освободить от связей на неподвижной опоре 2;
из стыка удалить временную вставку, с помощью троса левый участок трубопровода подтянуть на длину lхн и закрепить в таком положении с помощью троса;
6.2.12. За качество сборки стыков отвечает производитель сборочных работ (мастер, бригадир, звеньевой).
Качество сборки стыков трубопроводов давлением выше 2,2 МПа (22 кгс/кв. см), а также трубопроводов диаметром более 600 мм независимо от рабочего давления должен проверять мастер (бригадир, звеньевой) или контролер.
При контроле качества сборки стыков паропроводов с рабочей температурой 450 град. C и выше необходимо проверить наличие заводских номеров (номер плавки и номер трубы) в маркировке труб.
Примечание. На заводах порядок приемки собранных стыков устанавливают в соответствии с технологическим процессом и указывают в карте операционного контроля.
6.3. Выполнение прихваток
6.3.1. Собранные стыки труб и других элементов необходимо прихватывать в нескольких местах. Прихватки на месте пересечения швов не допускаются.
6.3.2. Прихваточные швы рекомендуется выполнять тем же способом сварки, что и корневой. Если корневой слой шва накладывается автоматическим или механизированным способом, прихватки следует выполнять ручным дуговым или ручным аргонодуговым способом. При прихватке должен применяться тот же присадочный материал, который будет использоваться (или может быть использован) для сварки корневого слоя. Прихватку должен производить сварщик, допущенный к сварке стыков труб соответствующей марки стали, по возможности тот, который будет сваривать данный стык.
6.3.3. Прихватки необходимо выполнять с полным проваром и по возможности переваривать при наложении основного шва.
6.3.4. К качеству прихваток предъявляются такие же требования, как и к сварному шву. Прихватки, имеющие недопустимые дефекты, обнаруженные при визуальном контроле, следует удалять механическим способом.
6.3.5. Прихваточные швы должны быть равномерно расположены по периметру стыка. Не рекомендуется накладывать прихватки на потолочный участок стыка.
В стыках, собираемых без подкладных колец, число прихваток и их протяженность зависят от диаметра труб и должны соответствовать следующим нормам:
подогрев свариваемых элементов должен осуществляться в соответствии с требованиями подраздела 6.4, при этом приварку креплений из углеродистых сталей к деталям из углеродистой и кремнемарганцовистой стали допускается выполнять без подогрева независимо от толщины свариваемых деталей;
после выполнения сварного соединения (полностью или частично) временные технологические крепления должны быть удалены механическим путем или кислородной, плазменно-дуговой либо воздушно-дуговой резкой без углубления в основной металл с последующей обработкой этого места абразивным инструментом.
6.2.4. Непосредственно перед сборкой изготовленные под сварку кромки и прилегающие к ним участки поверхностей деталей должны быть зачищены до металлического блеска и обезжирены. Ширина зачищенных участков, считая от кромки разделки, должна быть не менее 20 мм с наружной и не менее 10 мм с внутренней стороны детали. Перед установкой штуцера (трубы) в коллектор или трубопровод поверхность вокруг отверстия должна быть зачищена на расстоянии 15-20 мм со стороны наложения сварного шва, а поверхность очка - на всю глубину.
6.2.5. Смещение (несовпадение) внутренних поверхностей свариваемых труб (и фасонных деталей) при сварке стыков без подкладного кольца с односторонней разделкой кромок должно быть не более ( ) мм ( - номинальная толщина свариваемых деталей), но не более 1 мм.
Для стыков трубопроводов на рабочее давление до 2,2 Мпа (22 ) при диаметре труб более 200 мм, свариваемых без подкладного кольца, смещение внутренних кромок должно быть не выше: при толщине стенки трубы до 4 мм - 0,2S, при большей толщине - 0,15S, но не более 2 мм.
В стыках труб, собираемых и свариваемых на остающемся подкладном кольце, допускаются разность внутренних диаметров элементов не более 2 мм, зазор между кольцом и внутренней поверхностью элемента не более 1 мм. Если эти требования нельзя выполнить из-за большей разности внутренних диаметров стыкуемых элементов, плавный переход от одного элемента к другому следует сделать в соответствии с указаниями п.6.1.6.
Для стыков с остающимся подкладным кольцом при разности внутренних диаметров стыкуемых элементов не более 6 мм может быть применено фигурное подкладное кольцо (рис.6.5).
6.2.6. При сборке труб и других элементов, имеющих продольные или спиральные швы, последние должны быть смещены один относительно другого. Смещение должно быть не менее трехкратной толщины стенки свариваемых труб (элементов), но не менее 100 мм; на трубы и элементы наружным диаметром менее 100 мм это требование не распространяется.
6.2.7. Прямолинейность труб в месте стыка (отсутствие переломов) и смещение кромок проверяют линейкой длиной 400 мм, прикладывая ее в трех-четырех местах по окружности стыка. В правильно собранном стыке максимально допустимый просвет между концом линейки и поверхностью трубы должен быть не более 1,5 мм на расстоянии 200 мм от стыка, в сваренном стыке - не более 3 мм (без учета смещения согласно п.6.1.7).
6.2.8. При сборке стыка необходимо предусмотреть возможность свободной усадки металла шва в процессе сварки; не допускается выполнять сборку стыка с натягом.
производят прихватку кольца с наружной стороны трубы в двух местах и затем приварку его к трубе ниточным швом катетом не более 4 мм (рис.6.6, а)*(3). Прихватку и приварку кольца к трубе из низколегированной стали следует выполнять с предварительным подогревом конца трубы и подкладного кольца в соответствии с требованиями подраздела 6.4;
Читайте также: