Подготовка труб и деталей к сборке и сварке стыков

Под трубопроводом подразумевается инженерная коммуникация, при которой подача рабочего вещества осуществляется через трубы (вода, газ, нефть и т.д.). Чтобы обеспечить качественную подачу, необходимо не только правильно его проложить, но и время от времени проводить ремонтные и профилактические работы. Здесь как раз не обойтись без стыковки элементов между собой. Рассмотрим, что такое сварка труб, как сваривать трубы электросваркой, какие техники необходимо применить на практике для создания герметичного трубопровода.

Виды трубопроводов и сварка

Трубопроводов существует огромное количество, которые используются для перемещения разных материалов и рабочих жидкостей. Отталкиваясь от их предназначения, есть следующая классификация:

• технологические;
• магистральные;
• промышленные;
• трубопроводы газоснабжения;
• водяные;
• канализационные.

При изготовлении трубопровода применяются различные материалы – керамика, пластик, бетон и различные виды металлов.

Современные сварщики для стыковки труб используют три основных способа:

1. Механический осуществляется за счет взрывов в результате трения.
2. Термический, который осуществляется за счет плавления, например газовой сваркой, плазменной или электро-лучевой.
3. Термомеханический производится за счет магнитоуправляемой дуги посредством стыкового контактного метода.

Существует множество типов сварки, которые разделяются по многим классификациям. Перед тем, как варить трубы, нужно разобраться, каким способом лучше всего это делать. Теоретически, каждый вид подходит для сварки труб малого диаметра и большого. Она может осуществляться плавлением и давлением. К методам плавления относятся электродуговая и газовая сварки, а к методам давления – газопрессовая, холодная, ультразвуковая и контактная. Самыми распространенными способами для соединения коммуникаций является ручная электродуговая и механизированая.

Какие виды соединений существует?

В большинстве случаев обработка стыков труб до и после сварки производится с использованием условного электрического источника подачи переменного тока. В большинстве случаев, электроток является самым выгодным по экономическим соображением вариантом, который позволяет проводить сварочные работы с минимальными финансовыми затратами, по сравнению с использованием источника постоянного тока.

В целом, при проведении сварочных работ, используется несколько вариантов соединений, в частности:

• Стыковой метод.
• Соединение под угловым расположением.
• Внахлёст.

Каждый из этих вариантов также имеет несколько подвидов, которые отличаются по основным техническим, механическим и иным параметрам, например по количеству используемых швов, по наличию или же по отсутствию скосов применяемых кромок, по способу проведения состыковочных операций.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Технология сварки водопровода, газопровода и других инженерных коммуникаций практически одинаковая. Важно соблюдать последовательность действий и учитывать виды швов в разных положениях, так как от умения их варить и будет зависеть качество коммуникации.

Сборка труб под сварку

Правильная сборка треб под сварку гарантирует, что сварочное соединение имеет одинаковый зазор по всей окружности трубы. Это позволяет предотвратить проблемы с недостаточным проваром корня шва, что может снизить срок службы готового шва.

Подбирать детали следует с совпадающими внутренними диаметрами труб.

Зажимают детали в специальные сборочные приспособления, которые должны удерживать трубы при сварке, чтобы в процессе сварки корня шва или прохода детали не меняли сближались и не удалялись друг от друга.

Сборка выполненная с помощью прихваток требует тщательного их осмотра на предмет наличия в них дефектов. Если таковые имеются, прихватку вырезают и сваривают повторно. Во время сварки все прихватки переплавляются.

Как состыковать трубы

Для новичка, который хочет в совершенстве овладеть сваркой, необходимо знать все тонкости этого процесса. Для сваривания двух труб существует более 30 способов. Рассмотрим самые распространенные способы сварки труб:

• в угол;
• в тавр (перпендикулярно по отношению друг к другу);
• в стык;
• внахлест.

Тип стыковки труб выбирается в зависимости от типа металла, вида сварки и характера коммуникации. Например, трубы для системы централизованного отопления чаще всего соединяются встык с помощью электросварки. Для качественного шва, главное – сделать провар по всей толщине изделия.

Большую роль в технике сварки труб ручной дуговой сваркой играют типы шва, которые классифицируются на четыре основных группы:

• горизонтальные;
• нижние;
• вертикальные;
• потолочные.

Каждый из этих способов имеет свою технологию выполнения. Самое удобное и простое для выполнения качественного соединения – нижнее положение. Если есть возможность перемещать и поворачивать элемент, то мастер старается их установить именно в нижнее положение. При этом, во время работы, металл не стекает вниз, как при вертикальном шве, не разбрызгивается по сторонам, как при потолочном положении. Сварка технологических трубопроводов проводится, применяя все эти виды, так как коммуникации имеют множество разветвлений.

По типу продолжительности шва на трубопроводе, они разделяются на сплошные и прерывистые швы.

Распространенные ошибки

Очень часто исправление дефектов и доработку сварочных соединений вызывает именно неаккуратная подготовка шва. Чтобы получить хорошие результаты сварки, избегайте этих распространенных ошибок:

• Очень часто можно встретить скос кромок со слишком острым углом, что приводит к плохому проникновению сварочного шва в глубь сварочного соединения.
• Не достаточно хорошая очистка от масла, грязи, краски или лака основного металла. Неправильные методы очистки могут вызвать пористость шва. Использование шлифовальных машин наиболее быстрый способ очистки зоны сварки. Убедитесь что вы очистили по крайней мере 2-5 см от торца детали, чтобы предотвратить попадание в шов посторонних материалов.
• Не соблюдение технологических процессов выполнения сварных швов может показаться удобным для экономии времени и увеличения производительности, но это также может привести к дальнейшим доработкам, исправлениям и неудачным сварным швам. Перед сваркой труб следует ознакомиться с спецификациями и технологическими процессам, там обычно содержатся правильный угол скоса, размер зазора, размер корня шва и другие важные детали.

Сварка арматуры

Варить арматуру можно, как и трубы, разными способами. Чаще всего применяется электродуговая сварка инверторами, для этого используются электроды марки АНО или МР. Процесс сварки достаточно прост, главное знать некоторые нюансы, в основе которых лежит режим ток сваривания, размер сечения арматуры и способ соединения.

Что касается диаметра арматурных стержней, то варить их надо, учитывая диаметр электродов. Так при диаметре арматурного стержня меньше 14 мм необходим электрод диаметром 3 мм, больше 14 мм – электрод 4 мм. Жестких требований относительно данного соотношения нет, т.е. арматуру большого диаметра можно варить и электродами 3 мм. Необходимо отметить, что при сварке ответственных конструкций лучше придерживаться вышеописанного соотношения, хотя многое зависит от квалификации сварщика.

Как и в случае с трубами, способов соединения арматуры несколько:

1. Стыковое.
2. Нахлесточное.
3. Тавровое – под прямым углом.
4. Угловое – под острым углом.
5. Перекрестное – используется при создании сеток.

Обычно для соединения арматуры первыми двумя способами используется электродуговая сварка инвертором или трансформатором. Остальные соединяются методом контактной сварки.

При соединении встык арматуры большого диаметра (больше 16 мм) нужно провести заострение стержней, чтобы создать канавку, заполняемую металлом электрода. Для этого края стержней стачиваются под конус с углом 45-50°. Если проводится сварка внахлест, то необходимо учитывать длину сварочного шва или длину нахлеста, что одно и то же. Есть определенное соотношение диаметра прутка и длины нахлеста в зависимости от марки арматуры:

• Если соединяются между собой две арматуры марки А400С, то длина нахлеста должна равняться восьми диметрам арматурного стержня.
• А500С – 10 диаметров.
• В500С – 10 диаметров.

К примеру, если для сборки конструкции была использована арматура диаметром 12 мм, то длина сварочного шва должна быть в десять раз больше, то есть 120 мм или 12 см.

Рифленую арматуру при сварке внахлест необходимо обточить до прямоугольного сечения, чтобы увеличить площадь контакта. Это одновременно увеличивает и качество сварочного шва.

Сварка арматуры производится в определенном режиме с точным подбором тока. Этот параметр именно подбирают, потому что нет точных данных относительно диаметра прутка, диаметра используемого электрода, марки арматуры. Поэтому сварщик сначала пробует проводить сварочный процесс на каком-то определенном значение тока. К примеру, если электрод начинает прилипать к стержню, то это говорит о низком токе и его следует увеличить.

Контактная сварка арматуры

Для проведения контактной сварки арматуры используется специальное оборудование, в основе которого лежит трансформатор, подающий ток на один из двух электродов. Между последними зажимаются два соединяемых стержня арматуры, в зазор которых и подается электрический ток, проходящий от одного электрода к другому. Происходит нагрев, расплавление металла, а давление со стороны электродов создает необходимый прижим, что в целом и обеспечивает прочное и надежное соединение двух арматур.

Есть 2 технологии точечной сварки: мягкая и жесткая. Мягкая – это:

• плавный нагрев;
• больше времени на весь процесс;
• плотность тока на электроде не больше 100 А/мм²;
• скорость протекания тока происходит за 1-3 секунды.

Жесткая:

• плотность тока 120-300 А/мм²;
• время протекания тока 0,1-1,5 секунд;
• соответственно и время сварки небольшое.

Жесткая технология – это повышенная производительность, но увеличивается потребление электроэнергии, приличные нагрузки на питающую сеть.

Режим сварки во многом будет зависеть от марки стыкуемой арматуры. Некоторые из них, к примеру, стальная арматура класса А-1 варится непрерывным плавлением. Класс прутков А 2-4 варится прерывистой технологией с предварительным нагревом. Но если аппарат контактной сварки не соответствует необходимой мощности (в зависимости от прочности и диаметра арматуры), то любой класс варится с подогревом.

Возможно

Виды стыков труб и требования к трубопроводам.

При соединении трубопроводов используют несколько видов стыков труб. Так выделяют:

• поворотные (а);
• неповоротные (б);
• горизонтальные (в).

Трубы перед началом сварочных работ обязательно проверяются на соответствие требованиям. Так они должны:

1. Иметь сертификат качества.
2. Они не должны иметь эллипсности.
3. У труб не должно быть обнаружено разностенности.
4. Их химический состав и механические свойства должны отвечать соответствующим ГОСТам.

Кроме того, перед началом подготовки труб к свариванию обязательно нужно проверить перпендикулярность плоскости реза относительно оси трубы, величину притупления (2-2,5 миллиметра) и угол раскрытия кромок трубы (должен быть 60-70 градусов).