Сварка труб поворотным способом: техника выполнения и контроль качества
При монтаже трубопровода нередко используется сварка труб поворотным способом. Это обусловлено тем, что при таком способе стыковки большее количество швов сделано в нижнем положении, а это, в свою очередь, считается наиболее оптимальным, так как растет темп и качество сборки.
В нашей статье мы расскажем о том, как осуществляется сварка трубы поворотным способом, что нужно сделать на этапе подготовки, а также разберем основные требования, которые выдвигаются к сборке и такой сварке трубопроводов.
Подготовка труб к сварке поворотным способом
Прежде чем приступать к сборке и сварке труб поворотным способом, необходимо убедиться в их соответствии требованиям проекта и техническим условиям. Речь идет о таких основных характеристиках, как наличие сертификата на металлопрокат, отсутствие эллипсности и разностенности труб, соответствие металла изделия нормам технических условий или ГОСТов по химическому составу и механическим свойствам.
Обязательным этапом подготовки стыков к дальнейшей сварке является проверка перпендикулярности плоскости реза трубы к ее оси. Кроме того, оценивают угол раскрытия шва, который по нормативам должен быть не более 60–70 градусов, и величину притупления в пределах 2–2,5 мм. С торцов труб механическим способом снимают фаски, например, при помощи газовой резки. Главное, чтобы способ позволял задать необходимую форму, размеры и обеспечивал хорошее качество кромок.
Такие показатели, как разница в толщине стенок двух труб и смещение их кромок, не должны быть более 10 % от толщины стенки или 3 мм. Мастер должен сформировать одинаковый зазор между соединяемыми кромками элементов, составляющий 2-3 мм.
Перед сваркой труб поворотным способом стыкуемые кромки и прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности обрабатывают на протяжении 15–20 мм, чтобы удалить масло, окалину, ржавчину и просто грязь.
Прихватки, являющиеся обязательной составляющей сварного шва, должны делать те же сварщики, что собираются варить стыки, при этом используются одни и те же электроды.
Если производится соединение труб диаметром до 300 мм, то необходимы четыре прихватки на равном расстоянии друг от друга высотой 3-4 мм и длиной по 50 мм. Для эффективной работы с изделиями диаметром более 300 мм прихватки располагают по всему стыку, оставляя между ними по 250–300 мм.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
Во время монтажа трубопроводов рекомендуется проводить сварку максимального количества стыков поворотным способом. Трубы с толщиной стенки 12 мм сваривают в три слоя. При помощи первого слоя обеспечивается местный провар в корне шва и надежное сплавление кромок. Важно, чтобы наплавленный металл формировал на всем протяжении окружности узкий ниточный валик высотой 1–1,5 мм.
Избежать сосулек и грата можно за счет возвратно-поступательного движения электрода с короткой задержкой на сварочной ванне. Также необходимо незначительное поперечное колебание электрода между кромками и образование отверстия в вершине угла скоса кромок. Стоит пояснить, что отверстие появляется из-за проплавления основного металла дугой, и его размер должен быть всего на 1-2 мм больше зазора между трубами.
Основные способы поворотной сварки труб
Для сварки труб поворотным способом стык зрительно делят на четыре участка примерно одинаковой длины. В первую очередь работают с первым и вторым отрезком, после чего трубу поворачивают на 180°и заваривают два оставшихся сектора.
Когда готов первый слой, трубу снова разворачивают на 90°, чтобы сварить пятый и шестой участки. Далее необходимо повернуть будущий трубопровод на 180° и завершить работу на седьмом и восьмом фрагментах.
Аналогично описанному выше принципу стык делят на четыре участка. Начинают работу с первого и второго отрезков, после чего поворачивают трубу на 90° и сваривают третий и четвертый участки.
После завершения первого слоя шва трубу поворачивают на 90° и переходят к пятому и шестому секторам, далее необходимо развернуть ее на 90°, чтобы сварить седьмой и восьмой участки.
Этот подход используется при работе с трубами, диаметр которых превышает 500 мм. Стык условно делят на несколько участков протяженностью 150–300 мм – конкретная цифра зависит от диаметра трубопровода. Сварка ведется обратно-ступенчатым способом.
Третий слой шва при любом используемом варианте наложения первых слоев выполняют в одном направлении, постоянно поворачивая трубу.
- Сварка труб диаметром до 200 мм поворотным способом.
При небольшом диаметре трубопровода стык необязательно делить на части – его соединяют единым швом.
Второй и третий слой накладывают по той же схеме, что и первый, но при переходе на новый слой обязательно меняют направление работы на противоположное. Также каждый предыдущий слой перекрывают последующим на 10–15мм.
Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб по ГОСТу и обозначаются как С1–С53. Их выполняют одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок, с расточкой. В односторонних швах иногда предусматривают съемную либо остающуюся подкладку и расплавляемую вставку.
Соединения секторов на повороте трубопровода выполняются со скосом кромок и обозначаются С54-С55. Для сварки фланца и трубопровода принято использовать шифр С56. Угловые швы маркируют У5–У21, нахлесточные – Н1–Н4.
«Операционный» шов при поворотной сварке труб
Иногда труба смонтирована слишком низко либо между ней и полом остается совсем небольшое расстояние, из-за чего невозможно подобраться снизу. Тогда используют «операционный шов» для сварки труб поворотным способом.
- Подготовка. Изначально очень важно ровно состыковать трубы, снять фаски и обработать зону, расположенную около шва. Сварщику приходится столкнуться с более серьезной задачей, если работа ведется с тонкостенной (3 мм) оцинкованной трубой, ведь она горит как фольга. В таком случае фаски снимают совсем немного, оставляют побольше притупление кромок и зазор всего в 1 мм. После стыковки и чистки на трубе рисуют треугольник или квадрат. Именно такое «вскрытие» требуется для проведения запланированной операции. К треугольнику необходимо приварить огарок электрода (или что-то другое) и вырезать намеченную фигуру при помощи болгарки. Затем трубы стыкуются с необходимым зазором. Далее можно делать прихватки с торцов среза. Но помните, если толщина стенки трубы более 4 мм, зазор должен соответствовать диаметру стержня электрода.
- Сварка и зачистка. Для сварки труб поворотным способом в данном случае подходят два метода: с отрывом или без отрыва дуги. Выбор зависит от обстоятельств, пожеланий и опыта специалиста. Сварку начинают полумесяцем чуть выше нижней точки трубы и заканчивают в месте прихватки. Очень важно, что работа ведется до полного сплавления кромок. Далее аналогичный шов накладывается с другой стороны. Первый шов обязательно перекрывается замком в нижней точке, поэтому мастера рекомендуют проплавлять замок подольше. Теперь нужно подготовить треугольную крышку и зону, с которой она была вырезана. В первую очередь снимают фаску и обрабатывают зону, прилежащую к шву. Необходимо установить крышку на место и сделать прихватки, после чего зачистить прихватки и место начала работы – при сварке труб поворотным способом по этому методу данная зона считается наиболее важной. Можно переходить к наложению первого шва от начала указанного места и по диагонали до вершины треугольника. Приступая ко второму шву необходимо снова зачистить зону начала сварки.
С другой стороны все операции производятся в таком же порядке. И вот шов готов.
Требования к сборке и сварке труб поворотным способом
При сборке электросварных труб с толщиной стенки 10 мм и более максимальное допустимое смещение наружных кромок составляет 20 % от нормативной толщины стенки. При этом данный показатель не может превышать 3 мм. Для труб со стенками толщиной менее 10 мм допускается смещение наружных кромок до 40 % нормативной толщины стенки, но оно не должно быть более 2 мм. Измерение интересующего нас показателя производится шаблоном по внешней поверхности труб.
Для сварки бесшовных труб поворотным способом при толщине стенки от 10 мм установлен максимальный показатель смещения внутренних кромок в 2 мм. Возможны местные внутренние смещения до 3 мм на участке 100 мм и менее.
Если толщина стенки составляет до 10 мм, допускается смещение внутренних кромок в пределах 2 мм. При этом данный показатель нельзя превышать даже на отдельных участках. Для сборки бесшовных труб нормативные акты не устанавливают возможное смещение. Но нужно понимать, что во время наложения облицовочного слоя шва от него должен формироваться плавный переход к основному металлу конструкции.
Размер зазора и требования к прихваткам при сварке труб поворотным способом устанавливается в соответствии с выбранным методом формирования первого (корневого) слоя шва. Не менее важную роль в данном случае играют диаметры сварочных материалов, регламенты технологических карт и инструкций. Однако при любых значениях зазор может быть не более 4 мм. Не допускается укладка в разделку любых закладных предметов, таких как электроды, арматура, крепежные изделия, пр.
При сборке трубопровода заводские продольные и спиральные швы смещают относительно друг друга минимум на 75 мм, если ведется работа с трубами диаметром до 530 мм. Смещение производится на 100 мм при большем диаметре труб. Если по техническим причинам данные требования оказываются невыполнимы – из-за захлестов, приварки кривых холодного гнутья, пр. – сварка может проводиться только после соответствующего разрешения представителя службы строительного контроля заказчика.
Трубы диаметром 426 мм и более свариваются при помощи внутреннего центратора. Но последний не должен приводить к появлению дефектов на внутренней поверхности трубы.
Внутренний центратор можно удалить, только когда закончены работы по всему периметру корневого слоя шва – данное правило действует практически при всех способах сварки. Исключение составляет только использование электродов с целлюлозным покрытием – тогда центратор смещают после наложения корневого слоя шва и горячего прохода.
Если для сварки труб поворотным способом используется наружный центратор, его разрешается удалить после завершения работы над всеми доступными для сварки фрагментами стыка. Важно, чтобы участки корневого слоя шва равномерно располагались по периметру стыка.
Наружные центраторы (чаще всего гидравлические) могут использоваться во время выполнения захлестов, в том числе путем вварки катушки, стыков между трубой и соединительной деталью, трубой и запорной арматурой, а также если применение внутренних центраторов представляется технически невозможным.
В процессе сборки не допускается ударная правка концов труб.
Для предварительного подогрева стыков труб при толщине стенки до 22 мм используются:
- установки индукционного нагрева;
- радиационный нагрев способом электросопротивления;
- кольцевые пропановые горелки.
Если предполагается обработка труб с толщиной стенки от 22 мм, предварительный прогрев стыков производится только установками индукционного нагрева.
Нужно понимать, что необходимо добиться равномерного нагревания торцов по периметру стыка, а также прилегающих к нему участков шириной 150 ± 75 мм в обе стороны от стыка.
В процессе такой подготовительной работы изоляция не должна утратить свою целостность. При применении газопламенного нагрева необходимо использовать термоизолирующие пояса, боковые ограничители пламени.
Режимы предварительного подогрева, требования относительно сохранения температуры между сварочными слоями содержатся в технологических картах. Для получения более точных результатов замер температуры проводят минимум в четырех точках по периметру стыка, отступив 10–15 мм от торца.
Немаловажно, что автоматическая стыковая контактная сварка не предполагает этапа предварительного подогрева кромок труб.
Автор статьи
Руководитель отдела продаж
https://vt-metall.ru/articles/564-svarka-trub-povorotnym-sposobom/
