Сварка труб с подкладным кольцом
Обновлено: 20.05.2024
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.
Сварка труб с подкладным кольцом
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:
8.3. Приварка подкладного кольца к трубе аргонодуговой сваркой
8.3.1. Требования данного подраздела распространяются на стыки труб, собираемых и свариваемых на остающихся подкладных кольцах с разделкой любого типа (см. табл.6.2 и рис.7.1).
8.3.2. Кольцо плотно, но без натяга устанавливают в трубу; допускается зазор между кольцом и внутренней поверхностью трубы не более 1 мм. Установленное кольцо прихватывают снаружи угловым швом длиной 10-20 мм, катетом 2,5-3 мм; количество прихваток, равномерно расположенных по периметру, для труб диаметром до 200 мм должно быть две, для труб большего диаметра - три-четыре. Прихватку (независимо от марки стали трубы и кольца) производят с применением присадочной проволоки Св-08Г2С, Св-08ГА-2 или Св-08ГС диаметром 1,6-3 мм.
8.3.3. Кольцо к трубе приваривают однослойным угловым швом катетом 3-4 мм при использовании присадочной проволоки марки Св-08Г2С, Св-08ГА-2 или Св-08ГС диаметром 1,6-3 мм независимо от марки стали трубы и кольца. Прихватку и приварку кольца к трубе производят без предварительного подогрева независимо от марки стали и толщины стенки трубы. Исключение составляют трубы из стали 15Х1М1Ф при толщине стенки более 10 мм; в этом случае конец трубы перед прихваткой и приваркой кольца подогревают до 200-250°С газовым пламенем.
8.3.4. Кольцо к трубе приваривает один сварщик. Порядок наложения шва такой же, как при сварке корневого слоя неповоротных стыков труб соответствующего диаметра и пространственного положения (см. п.8.2.7).
8.3.5. После приварки подкладного кольца шов осматривают для выявления возможных наружных дефектов и определения его размеров и формы.
9. Автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом неповоротных стыков труб
9.1. Сварка корневой части шва
9.1.1. Требования подраздела 9.1 распространяются на автоматическую сварку неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона корневой части шва неповоротных вертикальных и горизонтальных стыков труб с толщиной стенки 4 мм и более из стали любой марки, приведенной в приложении 2.
Остальная часть шва может выполняться автоматической аргонодуговой сваркой в соответствии с рекомендациями подраздела 9.3 или ручной дуговой, аргонодуговой или механизированной сваркой.
9.1.2. Для сварки корневой части шва должны применяться автоматы (см. приложение 13), обеспечивающие следующие операции:
возбуждение дуги бесконтактным способом или путем контакта электрода с изделием при сварочном токе не более 20 А;
равномерное или шаговое перемещение сварочной горелки с дугой вокруг стыка, в некоторых случаях (см. п.9.1.10) требуется также подача присадочной проволоки;
9.1.3. Трубосварочный автомат должен быть снабжен источником питания сварочным током, аппаратурой управления с автоматическим циклом или с дистанционным управлением посредством выносного пульта.
9.1.4. Сварочный пост автоматической сварки должен быть оснащен баллоном с аргоном и редуктором-расходомером АР-10 или АР-40. Вместо редуктора-расходомера допускается использовать комплект, состоящий из кислородного редуктора БКО-50-4 и ротаметра типа РМ с требуемым диапазоном измерения расхода газа.
9.1.5. Сборку и автоматическую аргонодуговую сварку стыков труб необходимо выполнять по технологической карте или технологической инструкции, разработанным применительно к конкретным свариваемым конструкциям и сварочному оборудованию с учетом требований данного подраздела.
9.1.6. Конструкция сварных соединений должна соответствовать требованиям табл.6.2 (разделки типов Тр-2, Тр-6, Тр-7).
9.1.8. Сборку стыка под сварку следует осуществлять в сборочном приспособлении с помощью прихваток, выполняемых ручной аргонодуговой сваркой, или без прихваток. После установки прихваток приспособление удаляется. Допускается производить прихватки с помощью автомата, которым будет производиться сварка.
Прихватку стыков труб типов Тр-2 и Тр-6 из стали любой марки, а также всех типов соединений труб из стали марок 12Х18Н12Т и 12Х18Н10Т следует выполнять с присадочной проволокой или расплавляемой вставкой круглого сечения.
9.1.9. Сварку корневой части шва рекомендуется выполнять в импульсном режиме с непрерывным или шаговым перемещением электрода. Допускается сварка стационарной дугой.
Сварку корневой части шва можно выполнять по слою активирующего флюса марок ВС-2ЭК (для стыков труб из сталей перлитного класса) и ВС-31К (для стыков труб из сталей аустенитного класса).
9.1.10. Сварку корневого шва стыковых соединений труб типов Тр-2 и Тр-6 независимо от марки стали, а также соединений труб из стали марок 12X18Н12Т и 12X18Н10Т и замыкающих участков шва длиной 20-50 мм в стыках труб из углеродистых сталей следует выполнять с присадочной проволокой. Допускается сварка корневого шва с расплавляемой вставкой, которая устанавливается при сборке стыка. При сварке замыкающих участков шва стыков труб из углеродистых сталей присадочную проволоку можно подавать вручную.
9.1.11. Вертикальные стыки труб диаметром до 159 мм и горизонтальные стыки труб любого диаметра рекомендуется сваривать за полный оборот горелки вокруг стыка, а вертикальные стыки диаметром более 159 мм - за два полуоборота снизу вверх ("на подъем"). Начинать и заканчивать сварку вертикальных стыков, выполняемых за полный оборот горелки, следует на участке шва, свариваемого "на спуск".
9.1.12. Сварку корневой части шва стыков труб из стали аустенитного класса следует выполнять с поддувом аргона внутрь трубы для защиты обратной стороны шва от воздействия воздуха. С целью уменьшения расхода газа на поддув рекомендуется устанавливать на расстоянии 50-100 мм от стыка заглушку из картона или водорастворимой бумаги.
Докипедия просит пользователей использовать в своей электронной переписке скопированные части текстов нормативных документов. Автоматически генерируемые обратные ссылки на источник информации, доставят удовольствие вашим адресатам.
- оба концевых участка соединяемых участков трубопровода защемлены (соединены с патрубками запорной арматуры и пр.).
В первых двух случаях замыкание трубопровода может осуществляться сваркой одного кольцевого захлесточного стыка или вваркой катушки с выполнением двух кольцевых стыков.
В третьем случае ликвидацию технологического разрыва производят путем вварки катушки с выполнением двух кольцевых стыков.
Для удобного монтажа захлеста следует оставлять не засыпанными концы стыкуемых участков трубопровода на расстоянии 20-60 м в обе стороны от места сварки захлесточного стыка (в зависимости от его диаметра).
19.5.2 Подготовку труб к сборке захлесточного стыка необходимо выполнять в следующей последовательности:
- торец одного из стыкуемых участков трубопровода подготавливают под сварку и укладывают на опоры высотой 50-60 см по оси трубопровода. На торце без закрепления устанавливают наружный центратор;
- конец второго стыкуемого трубопровода вывешивают рядом с первым и производят разметку места реза с помощью шаблона для обеспечения перпендикулярности плоскости реза к оси трубопровода;
- производят механизированную газовую резку размеченного участка и последующую обработку торца механизированным абразивным инструментом;
- производят сборку стыка с помощью наружного центратора. В процессе сборки совмещение осей стыкуемых участков трубопровода производят краном-трубоукладчиком; при этом высота подъема обрезанного участка не должна превышать 1,5 м на расстоянии 50-60 м от торца;
- в процессе сборки устанавливают зазор в стыке, регламентированный технологической картой. Для фиксации сборочного зазора допускается установка прихваток;
- для повышения качества сборки следует собирать стык с зазором, на 0,5-1 мм меньшим рекомендуемого технологической картой, с последующим сквозным калиброванным пропилом зазора абразивным кругом толщиной 2,5-3,0 мм;
- в процессе сборки захлесточного стыка допускаются перемещения торцов обоих стыкуемых трубопроводов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
- соединяемые концы труб обрезают и подготавливают под сварку в соответствии с требованиями, изложенными в настоящем разделе;
- изготавливают катушку требуемой длины из трубы такой же толщины, диаметра и марки стали, что и соединяемые трубы;
- пристыковывают катушку к трубопроводу и производят сборку одного стыка с применением наружного центратора;
19.5.4 В процессе монтажа захлесточного стыка для установки требуемого зазора или обеспечения соосности труб запрещается натягивать трубы силовыми механизмами, нагревать за пределами зоны сварного стыка.
В процессе сварки захлесточного стыка запрещается изменять параметры монтажной схемы, зафиксированной к моменту завершения сборки. Опускать приподнятый для монтажа участок (участки) трубопровода разрешается только после окончания сварки стыка.
Сварку захлесточных стыков следует выполнять без перерывов. Сварные соединения запрещается оставлять незаконченными.
Запрещено расположение захлесточного стыка на участках изменения категории трубопровода, сопровождающегося изменением толщины стенки труб.
Сварку захлесточных стыков на трубах диаметром 426 мм и более должны выполнять не менее двух сварщиков.
Выполнять работы по ликвидации технологических разрывов следует в дневное время при температуре не ниже минус 30°С.
19.6 Вварка заплат
19.6.1 В процессе строительства по согласованию с заказчиком допускается вырезка технологических отверстий.
Отверстие в плане должно быть в форме овала с двумя взаимно перпендикулярными осями симметрии. Большая ось овала должна быть не менее 150 мм, а меньшая ось - не менее 100 мм. Размеры отверстий не должны превышать 250x350 мм.
Технологическое отверстие вырезается на расстоянии не менее 100 мм от любого шва (поперечного или продольного) преимущественно в верхней части трубы.
Отверстие под заплату выполняется преимущественно с применением копира для вырезки отверстий и заплат. Торцы отверстия в основной трубе должны быть обработаны с помощью абразивных кругов и иметь стандартную разделку кромок.
Заплаты следует изготавливать заранее в стационарных условиях из отдельного отрезка трубы того же диаметра, толщины стенки и класса прочности, что и основная труба.
Прихватка и сварка подкладных колец (пластин) производится только при положительной температуре металла трубы и заплаты.
Непосредственно перед вваркой заплата и участок трубы (пояс шириной не менее 500 мм) должны быть подвергнуты предварительному подогреву.
При недопустимых дефектах сварное соединение ремонту не подлежит. Участок трубы вырезается и на его место вваривается катушка длиной не менее диаметра основной трубы.
19.7 Ремонт сварных соединений
19.7.1 Ремонт сварных соединений, выполненных способами сварки, регламентированными настоящим сводом правил, и имеющих недопустимые дефекты, следует осуществлять ручной дуговой сваркой электродами с основным видом покрытия сварщиками, аттестованными по данному виду работ.
Стыки с трещинами ремонту не подлежат и должны быть вырезаны. Ремонт стыков сваркой изнутри трубы не допускается.
Также не допускается ремонт пор и свищей в местах выхода расслоений на кромки. Ремонт одного дефектного стыка должен выполнять один сварщик. Ремонт сваркой труб при строительстве подводных переходов запрещается.
19.7.2 Длина разделки одного ремонтного участка должна быть не менее 50 мм. Суммарная длина ремонтируемых участков шва с недопустимыми дефектами не должна превышать 1/6 периметра стыка.
19.7.3 Выборка дефектных участков должна осуществляться механическим способом или плазменной строжкой. Запрещается выплавлять дефекты сваркой. Допускается их удаление газовым резаком с последующей обработкой поверхностей реза до металлического блеска шлифовальной машинкой.
Читайте также: