Сварка паропроводов высокого давления

Обновлено: 20.09.2024

Использование электродуговой сварки встречается в нашей жизни повсеместно, характерно оно надёжным соединением металлических труб между собой. Поэтому в нашей специфике широко используется в системе отопления, ибо там, где высокое давление и предельные температуры, конкуренцию этому материалу не составит никакой другой. В такой системе предусмотрено использование безшовных труб, а сварка их между собой предусматривает особую технологию, соблюдать, которую требуется неукоснительно. Заключается она в проваре корня шва.

При сваривании труб и элементов оборудования на обычном водопроводе, или скажем канализации — всё гораздо проще. Описываемое же мною ниже, напрямую касается системы пара, и аналогичен ему процесс монтажа на газопроводе высокого давления. Интересует Вас, уважаемый посетитель такая информация? Тогда приглашаю ознакомиться, я постарался изложить всё простым языком.

Вид сварного шва.

Итак, имеем две трубы одного, либо различного диаметра, рассмотрим и тот, и тот вариант. В первом случае состыкуем трубу с отводом, а во втором — нам необходимо врезать трубу диаметром 76 миллиметров, в трубу диаметром 133 миллиметра. Для того, чтобы нам добиться абсолютной (не побоюсь этого слова) герметичности сварного соединения сварной шов будет двойным. Вначале провариваем так называемый — корень шва, а затем его перекроем вторым.
Разобьём весь процесс на несколько этапов, каждый из них важен и производится без «косяков», ежели что то пошло не так, лучше на начальной стадии добиться «идеальности». В нашем случае не пройдёт весёлая присказка: «Может не потечёт».

1. Подготовка свариваемых поверхностей.

Включает в себя доскональную подгонку их друг к другу. На обоих стыкуемых поверхностях снимается фаска, в идеале под 45 градусов к оси трубы. Снять её необходимо с условием оставления торца плоским, шириной в 2-3 миллиметра.

Здесь и далее, чтобы особо не подыскивать подходящих слов, для наглядности снабжаю пост фотоснимками и видеороликом.

На этом фотоснимке нанесена разметка на конце трубы, придерживаясь линии которой нам необходимо вырезать элемент, называется это у нас — «сделать усы», либо — «вырезать рыбку».

А здесь снимок, как выглядит вырезанная и обработанная поверхность заготовки.

2. Состыковка свариваемых поверхностей.

На этом фото представлен стык на прихватках. Обе плоскости поверхностей имеют фаски и не соприкасаются между собой, имея зазор в 2-3 мм, необходим он (зазор) для провара корня шва.

Важно что бы свариваемые элементы были соосны, ни о каком смещении относительно друг друга не может быть и речи, иначе стык будет забракован.
Выставляем и прихватываем между собой. В случае не одинакового зазора между поверхностями, что имеет место быть при неровном резе трубы, дорабатываем при помощи болгарки с отрезным диском, добиваемся равномерности по всему периметру.

Трубы диаметром до 50 миллиметров прихватываются в двух местах, на более же крупных диаметрах — не менее трёх прихваток, а варить начинаешь с места логичного размещения четвёртой. Уже в процессе сварки, доходя до очередной прихватки, её надо счистить.

Сварка корня шва.

Всё готово к провару на первый раз, чем и занимается далее сварщик.

Здесь в его работе очень важен такой нюанс, как недопустить образования пор. Дело в том, что когда заканчивается электрод, в этом месте и образуется сия оказия. Дабы её (пору) удалить, надо зачистить поверхность до блеска, и лишь после этого зажечь на этом месте следующий электрод.

По завершении обкатки стыка, настаёт черёд работы монтажника.

3. Выбор корня шва.

Заключается в обработке места сварки по всей окружности, до металлического блеска. Буквально — не должно остаться и намёка на неровность канавки, и уж тем более остатков шлака. Все края и неровности сглаживаются, а поверхности по обе стороны от шва зашлифовываются так же до металлического блеска, миллиметров по двадцать в каждую сторону. Я делаю это при помощи всё той же болгарки, с установленным на ней зачистным диском.
При выполнении этого этапа мною был замечен дефект — пора, образовалась она на месте «замка» сварки.
Вот наглядный результат:

Если монтажник заметил сей «косяк», необходимо это место вычистить, вплоть до проявления зазора, предусматривая при этом уклоны фасок свариваемых поверхностей.

Указать на наличие поры сварщику, он её «закидает». Затем выбрать подвареное место до металлического блеска. Как писал выше — довести всё до идеальности.

После этого сварной может приступить к следующему этапу.

4. Перекрытие корневого шва.

Соблюдая, что написал выше в рамочке, во 2 пункте, он обкатывает стык по кругу. Электроды не экономя, шов получается «жирным».
Затем монтажник обрабатывает шов при помощи всё той же болгарки с зачистным кругом.
В общем выглядит вот так:

Здесь ещё важен такой момент: при зачистке недопустимы «подрезы» свариваемых поверхностей, в предупреждение этому шлифуешь в одном заданном направлении — от трубы к шву.
Здесь красным отмечены места возможного появления «подрезов».

При наличии этого «косяка» — стык забраковывается.

Дополню описание ещё парой фотографий. На них сварной стык трубы с фланцем. Снаружи фланца провар осуществляется в соответствии всему выше описанному процессу, то есть — сварка корня шва, его выборка, перекрытие и зачистка.

Помимо этого свариваем стык ещё и изнутри фланца:

Дефект сварного шва.

Порину, и как её убрать мы с Вами посмотрели, а теперь давайте поясню моменты из-за которых велика вероятность её появления.

1. Не просушены надлежащим образом электроды;
2. Не зачищено место прерывания сварного шва, в момент окончания электрода и вставки в держак следующего;
3. Халатное отношение к процессу подготовки свариваемых поверхностей;
4. Возможные сквозняки в трубопроводе.

О первой вероятности должно быть известно каждому сварщику, ибо они проходят специальное обучение.
Вторая и третья характеризуется добросовестностью отношения к исполнению своих прямых обязанностей.
А вот по последнему моменту чуть подробнее:
Доводилось мне столкнуться с этой проблемой, сварщик варит, я выбираю корень, там порина — зачищаю, он опять варит, выбираю — порина, зачищаю, варит — порина. Потом догадались, трубопровод был длинный и с одной стороны имел связь с атмосферой, в общем пока эту связь ватными штанами не заткнули, к положительному результату не пришли.

Ну вот вроде и всё, что хотел рассказать, буду закругляться. Если будете соблюдать всё описанное, в итоге получите стык — идеальный. Никакой «светила», не найдёт причин забраковать, а рентген покажет соответствие стандартам.

Вот обещанный в начале статьи видеоролик, на сколько смог смонтировал понятным:

Я не тешу своё самолюбие, и совершенно не считаю себя «мастером пера», поделился лишь тем, что знаю из своего опыта. Интересующемуся же более глубокими познаниями в данной сфере, могу порекомендовать изучение книги, скачать можно кликнув на картинку расположенную ниже. Книга не бесплатна, но и цена не велика, всего то 84 рубля, мало того есть возможность прочесть фрагмент для ознакомления, и совершить покупку, лишь при условии, что заинтересовала. Книга состоит из 510 страниц и имеет 234 иллюстрации. В благонадёжности распространителя можете не сомневаться, «кидка» по перечислении денег не будет, проверял лично.

Гостям блога рекомендую подписаться на получение новых статей блога, для этого надо лишь ввести адрес своей электронной почты в форму, которая откроется при прокрутке страницы в самый низ.

Сварка трубопроводов высокого давления

Сварка Труб

Трубы высокого давления активно используются сегодня практически во всех отраслях промышленности (прежде всего в энергетической, нефтегазовой, химической, в сфере ЖКХ).

Для каждой из них при строительстве подобных систем в первую очередь важна высокая надёжность узлов соединений, а следовательно, сварка труб высокого давления требует особого подхода, соблюдения технологии выполнения всех операций для получения должного результата и серьёзный контроль качества.

Что важно учитывать при сварке?

Сварка трубопроводов высокого давления сопровождается целым рядом специфических моментов, которые необходимо учитывать при выполнении работ:

При сравнительно небольшом диаметре трубы она имеет достаточно большую толщину стенки.
Шов должен быть идеально прочным и герметичным, обязательно выдерживать экстремально высокие или низкие температуры рабочей среды.
Такой трубопровод должен обладать высокой коррозионной стойкостью.

При выполнении сварочных работ при строительстве сетей высокого давления может быть использован или метод электродуговой, или газовой сварки (последняя может быть применена только тогда, когда диаметр труб будет составлять 6-25 мм). Использование ручной электродуговой сварки допускается при работе с системой, в которой труба будет иметь диаметр 25-100 мм. При больших габаритах необходим полуавтоматический или автоматический аппарат с обязательной ручной подваркой корня шва.

Сварка газопроводов высокого давления – отдельная категория, которая нормативную базу с некоторыми специфическими особенностями. Для проверки качества предложенных производителем труб для наружной и внутренней поверхности трубы проводится обязательная дефектоскопия. В дальнейшем в отношении выполнения сварочных работ действуют те же нормы, что и для любых других трубопроводных линий, но с учётом действующих в данной отрасли ГОСТ.

В процессе выполнения работ необходимо для каждого из швов нужно делать 4-10 слоёв (число зависит от особенностей металла, его характеристик, вида трубопровода).

Кроме того, важно учесть, что для сварки труб высокого давления диаметром менее 40 мм требуется выполнение V-образной разделки сварных кромок, при диаметре более 60 мм – использование подкладных колец.

Специфика выполнения сварочных работ

Одной из важнейших проблем во всём процессе сварки труб становится то, что в нагреваемой зоне в 1-2 см от шва металл может изменить свою структуру, что приводит к снижению его технических характеристик. В результате трубопровод в этих местах может просто не выдержать сложных условий эксплуатации. Решением вопроса становится выполнение специальной обработки сварного шва и прилегающей к нему зоны (чаще всего это термообработка).

Особенности всей процедуры во многом зависят от материала изготовления труб, её точных размеров и параметров.

Оптимальным вариантом для такой обработки (при производственных условиях выполнения сварки трубопроводов высокого давления) станет:

Технология сварки газовых труб

Сварка газовых труб – это особая операция, выполнить которую может только опытный сварщик (котельщик), получивший допуск к работе с системами под давлением. Ведь даже в бытовых газопроводах транспортируемая среда давит на стенки труб и стыковочные швы с силой в 3-4 атмосферы.

В этой статье мы расскажем нашим читателям, как варят бытовые газопроводы низкого давления, коснувшись различных технологий монтажа труб сваркой. Разобравшись в этом вопросе, вы сможете выбрать оптимальную технологию стыковки, подходящую и для конкретных условий последующей эксплуатации трубы, и для конкретного бюджета, выделяемого на установку газопровода.

Сварка газовой трубы: обзор технологий

Технология сварки элементов газового трубопровода зависит от конструкционного материала, применяемого в процессе изготовления трубы. А поскольку в газовом хозяйстве используют только два типа труб: металлические и полимерные то сварка таких трубопроводов может быть, соответственно – электродуговой, плазменной (газовой), аргонодуговой или диффузионной.

Причем каждая технология используется в конкретных условиях – в зависимости от толщины стенок трубы, сорта стали или пластика, внешнего диаметра трубопровода и так далее. Поэтому далее по тексту мы рассмотрим аспекты применения технологий стыковки стальных и полимерных изделий.

Сварка стальных труб

Стыковку компонентов стального трубопровода производят с помощью газовой, электродуговой или аргонодуговой технологий.

Технология газовой сварки труб применяется в случае монтажа элементов стального трубопровода, с толщиной стенки трубы до четырех миллиметров. Ведь, по сути, эта технология напоминает не классическую сварку, а пайку, когда расплавленный присадочный материал стекает в разогретый стык и, остывая, заваривает щель между трубами. Такой шов не обладает прочностью основного материала, но выглядит очень аккуратно.

Электродуговой способ сварки практикуют при значительной толщине трубы – от пяти миллиметров и более. Хотя при должном старании и умении подобрать режимы сварки дугой можно соединить и очень тонкие трубы. Эта технология гарантирует высокопрочное соединение. Ведь присадочный металл соединяется с основным на уровне межкристаллических связей. То есть, сварочный шов по прочности не уступает основному металлу.

Аргонодуговым способом можно стыковать трубы с толщиной стенки от десятых долей миллиметра до шести сантиметров. Толщина присадочной проволоки изменяется от 0,3 до 10 миллиметров в диаметре, а газовый флюс позволяет заполнять довольно широкие разделы с большой аккуратностью.

То есть, TIG (аргонодуговая с ручной подачей присадочной проволоки) и MIG (аргонодуговая с автоматической подачей сварочной проволоки) технологии гарантируют качество «газового» шва при прочности «электродугового» варианта.

Как это делается?

Сварка аргонодуговым и газовым способом происходит почти одинаково: трубы соединяются встык, кольцевым швом, формируемым в процессе нагревания основного металла и плавления присадочного материала. В качестве присадки используют стальную проволоку того же сорта, что и сталь в трубах.

Проволока вводится за точкой нагрева основного металла (сварочным пятном, образуемым электрической дугой или плазмой) и распределяется по шву возвратно-поступательными движениями (вдоль шва).

Электродуговая сварка ведется плавкими электродами. Причем ось прутка располагается перпендикулярно к плоскости трубы. Электрод заполняет разделку за один проход или за несколько проходов, двигаясь по кольцу без поперечных колебаний.

Сварка полимерных труб

Конструкционные полимеры, используемые в производстве труб, относятся к разряду термопластичных пластиков. Поэтому в процессе монтажа таких трубопроводов используется диффузионная сварка газовых труб под давлением – торцы труб нагревают и сдавливают, формируя соединение материала труб на уровне молекулярной решетки (полимерных цепочек).

Термомеханическая сварка полиэтиленовых газовых труб — это самая простая технология, освоить которую может любой сварщик. С помощью этой технологии соединяют термопластичные полимеры, используя для стыковки особые аппараты. В итоге получается высококачественный и высокопрочный шов, способный выдержать внутреннее давление до 4,5 МПа (около 40 атмосфер).

Диффузионная сварка встык осуществляется на особых станках, которые разогревают идеально подогнанные кромки труб с толстыми стенками и сдавливают прогретые кромки.

Тонкие трубы соединяют на электрические муфты. То есть, трубы вводятся в муфту, внутренний диаметр которой совпадает внешним диаметров трубопровода, после чего к клеммам муфты подают «сварочный» ток. В свою очередь клеммы соединены с легкоплавким металлом, встроенным в стенку муфты. Разогреваясь от электричества, этот металл плавит внутренние стенки муфты и наружную поверхность трубы.

Причем разогрев предполагает повышение температуры в зоне контакта лишь до 270 градусов Цельсия. То есть, диффузионная сварка газовых труб в квартире не угрожает ни владельцам жилища, ни их имуществу.

После остывания разогретый полимер образует новую цепочку, в состав которой входят молекулы муфты и трубы. В итоге получается высокопрочное соединение.

Технология сварки неповоротных стыков труб

Один из самых сложных видов сварочных работ — сварка неповоротных стыков трубопроводов различного назначения.

Основная сложность заключается в необходимости выполнения сварки в различных положениях (нижний, вертикальный, потолочный шов).

Подготовка к сварке

Существующая технология сварки неповоротных стыков требует тщательного подхода при выполнении подготовительных работ.

Этот этап по своей трудоемкости может занимать до трети рабочего времени:

Соединяемые детали должны быть очищены от старой краски, ржавчины, выполняется этот этап чаще всего при помощи механической обработки.
Выполняя разметку, стоит обращать внимание на то, чтобы рез был перпендикулярен оси трубы. При этом необходимо оставлять припуск (для поперечного стыка 1 мм, а для продольного до 0,2 мм на каждый мм шва), это связано с тем, что в процессе сварки длина заготовок уменьшится.
Резка заготовки может выполняться абразивным электроинструментом (болгаркой) или термическим способом (кислородная резка), выбор зависит в основном от диаметра трубы.
Заготовки должны быть совмещены между собой, при этом необходимо контролировать их соосность.
Для первоначальной фиксации накладывают несколько прихваток. Они представляют собой легкие сварные швы, параметры которых зависят от размеров соединяемых труб, но одна прихватка не должна быть больше 20-120 мм по длине и более трети от сечения шва.

Технология работы с неповоротными стыками

Чаще всего применяется трехслойная технология наложения шва (коренной, заполнение кромок и лицевой шов). При этом все смежные сварные швы должны перекрываться минимум на 15-20 мм. Для труб, диаметр которых 9 мм, применяется налаживание 3 слоев (каждый по 3 мм), при этом необходимо выбирать режим работы с дугой минимальной длины (до 25 мм).

Сварка неповоротных стыков труб может выполняться по нескольким технологиям, большую роль играет пространственное положение заготовок.

Вертикальное расположение трубы

В этом случае технология практически не отличается от наложения горизонтального шва, единственная разница заключается в том, что по перемещению по окружности трубы необходимо менять угол наклона электрода.

Корневой шов варится за два прохода, при этом, при налаживании второго валика необходимо проплавлять первый слой, это даст гарантию качества корня шва. Режим работы (величина сварочного тока и скорость выполнения работ) определяется исходя из толщины стенки трубы и величины зазора между соединяемыми элементами.
Заполнение кромок может осуществляться на достаточно высокой скорости, при этом используется положение электрода углом назад или под прямым углом.
Замки смежных слоев должны выполняться со смещением минимум на 5-10 мм.
Лицевой слой наплавляется узкими валиками, от скорости сварки во многом будет зависеть плоскость получаемой поверхности.

Сварка горизонтально расположенных труб

Такие стыки варить самостоятельно стоит только в том случае, если уже есть существенный опыт выполнения других типов сварочных работ, например уже осуществлялась сварка поворотных стыков труб.

Как уже говорилось, основная сложность заключается в необходимости выполнения сварки в трех положениях — нижнее, вертикальное, потолочное.

Это требует постоянной регулировки силы сварочного тока, угла наклона электрода, изменения скорости выполнения работ:

На каждом этапе процесс необходимо выполнять непрерывно.
Для каждого из них необходимо выбирать определенную силу сварочного тока. При выполнении потолочного шва она должна быть увеличена (на 10-20%).

Трубы под углом 45 градусов

В данном случае сварной шов расположен под определенным углом к горизонту. В связи с этим исполнитель должен обладать универсальными навыками, позволяющими выполнять сварку в горизонтальном и вертикальном положении. Сварочный шов может быть сформирован только при выполнении многих манипуляций с электродом (смена направления сварки, изменение угла наклона).

Стоит в нескольких словах остановиться и на этой технологии, ведь сварка поворотных стыков труб должна быть освоена в совершенстве перед выполнением работ с неповоротными соединениями.

Выбор технологии в данном случае зависит только от диаметра свариваемых труб:

При соединении газовых труб, (диаметром до 200 мм), сварка выполняется в несколько слоев без остановок. Для этого труба постепенно проворачивается по мере заполнения сварочного шва. Сварка поворотных стыков металлических газовых труб имеет свои особенности. Так 2 и 3 слои шва должны накладываться в противоположном первому слою направлении, замок (перекрытие предыдущего слоя) при этом не должно быть меньшим 10-15 мм.
При сварке других труб небольшого и среднего диаметра их окружность делится на четыре сектора и выполняется их поэтапная проварка. После наплавления металла на первые два сектора труба поворачивается на пол оборота, после чего продолжается выполнение работ.
При сварке труб значительного диаметра (более 50 см) окружность трубы делят на большее количество секторов (по 150-300 мм). Заполнение шва выполняется так же посегментно, сплошным наплавляется только лицевой (3 слой).

Выполнение неповоротных стыков требует существенного опыта выполнения сварочных работ, поэтому их выполнение стоит доверить профессионалам.

Особенно, если речь идет о трубопроводах с повышенными требованиями по герметичности сварных соединений.

Читайте также: