Зварювання труб є, мабуть, самим надійним і герметичним методом складання трубопроводів. Єдине, слід враховувати, що в сучасному будівництві застосовуються системи з різних матеріалів, тому технологія зварювання труб також буває різною. У даній статті ми докладно ознайомимося з усіма застосовуються на сьогоднішній день технологіями зварювання, а також нормативними документами, які їх регламентують.
Зварювання сталевих труб
варіанти зварювання
Перш за все, розглянемо існуючі на сьогоднішній день способи зварювання. Отже, в залежності від принципу з'єднання деталей, вони діляться на три основних типи:
Принцип заснований на з'єднання деталей шляхом плавлення крайок.
До цього методу відносяться:
- газозварювання;
- лазерне зварювання;
- ручна дугова;
- плазмова та ін.
З'єднання відбувається в результаті вибухів і тертя.
При монтажі трубопроводів найбільш поширеним є термічний метод, тобто зварювання плавленням.
Зокрема, застосовуються такі її види:
- під тиском ;
- газова;
- електродугова під флюсом або в середовищі захисних газів;
- електродугова ручна (плавкими і не плавляться електродами);
Крім того, останнім часом широкого поширення набули методи зварювання електродним дротом (газозахисній і голою) і шляхом високочастотного нагріву (стикова зварка). Вони більш сучасні і ефективні.
Також окремо слід сказати про лазерної зварюванні, яка є найбільш перспективною на сьогоднішній день. Одним з основних її переваг є висока швидкість - до 300 м за годину. Правда, в наш час вона застосовується дуже рідко, тому зупинятися на ній не будемо, а розглянемо лише технології зварювання труб електричної та газової зварюванням.
Приклад зварного шва
Основні вимоги та документація
Правила виконання зварювальних робіт при монтажі трубопроводу, перш за все, регламентовані СНіПами. Ці документи лягли в основу зведених правил СП105-34-96, які визначають порядок проведення робіт, вимоги до якості швів, а також вимоги до кваліфікації зварювальників та правила підготовки зварних деталей.
Крім зведених правил існують технологічні інструкції, в яких можна знайти опис технологій з'єднання труб ручної і автоматичної зварюванням. Правда вони стосуються лише питань монтажу трубопроводів для транспортування неагресивних газів і рідин.
До технологічних інструкцій відносяться наступні документи:
Зварювання труб великого діаметра
Також в переліку документації, що регламентує такий процес, як зварювання труб - ГОСТ, в якому наведені вимоги до самих труб. У країнах пострадянського простору матеріали для трубопроводів підбираються відповідно до Держстандарту № 8731-8734.
Що стосується самого зварного шва, то основна вимога до нього наступне - він повинен мати ту ж пластичність і міцність, що і метал самих труб.
Схема підготовки крайок перед зварюванням
Технологія зварювання сталевих труб
підготовка
Перш за все розглянемо, як виконується підготовка труб під зварювання, так як від цієї операції багато в чому залежить якість виконуваної роботи. Дана операція, полягає, перш за все, в підготовці кромок, а саме - зняття фаски.
На цьому етапі вкрай важливо забезпечити правильний кут скоса, який відповідає кресленням. Щоб спростити цю роботу зазвичай застосовують спеціальні пристосування для зварювання труб - Фаскознімачі, торцеватели тощо.
Правда, вони призначені лише для труб невеликого діаметра, тобто можуть застосовуватися при монтажі трубопроводів побутового призначення. Для зняття фасок з кромок труб великого діаметра (понад 520 мм) зазвичай використовують болгарки і фрезерні машини.
Фаскознімачі для сталевих труб
Крім того, важливо, щоб торці труб були обрізані рівно під 90 градусів до їх поздовжньої осі. Для перевірки цього параметра використовують звичайний косинець. При наявності відхилень, край обрізають перпендикулярно ості.
Зверніть увагу!
Перед тим як приступити до складання трубопроводу, необхідно очистити область стику від вологи, іржі, масла та інших забруднень.
Для цих цілей потрібно скористатися металевою щіткою.
Ширина очищеної смуги повинна складати 15-20 мм від торця деталі.
Устаткування для зварювання труб під тиском
Сварка під тиском
Зварювання труб під тиском забезпечує найміцніший стик, тому часто застосовується при монтажі відповідальних магістралей, які плануються для експлуатації під високим тиском. Принцип технології полягає у використанні нагріває елемента, який розігріває торці деталей до температури плавлення.
Процес зварювання даними способом виглядає так:
- нагрівальний елемент, який обов'язково має плоску поверхню, вставляється між деталями. Слід зазначити, що фаски з країв в цьому випадку не знімаються;
- після нагрівання кромок до температури плинності нагрівальний елемент витягується;
- потім обидві з'єднуються деталі придавлюються один до одного за допомогою спеціального обладнання, в результаті чого вони зварюються.
Треба сказати, що якість такого з'єднання залежить від кількох основних чинників:
- температури, до якої розігріваються місця стику;
- тривалості нагріву - чим довше розігріваються деталі, тим вище якість з'єднання;
- тиску, який чиниться на деталі при їх стикування - воно повинно бути не тільки достатнім для з'єднання, а й рівномірним.
Даним способом зазвичай виконують монтаж трубопроводів великого діаметру.
Газове зварювання
Газове зварювання труб користується великою популярністю при монтажі побутових трубопроводів завдяки її простоті і доступності. Газової вона називається по тій причині, що розігрів металу здійснюється в результаті горіння газів, як правило, ацетилену і кисню, що виривається з пальника. Гази до останньої подаються з балонів по шлангах.
Що стосується підготовки крайок, то спосіб також підбирається в залежності від товщини стінок:
- до 3 мм - фаски з кромок не знімають, при цьому залишають стикового зазор, відповідний половині товщини з'єднується металу;
- більше 3 мм - перед зварюванням виконується скіс кромок під 45 градусів.
Пальник газового зварювального апарату
Сам процес зварювання виглядає наступним чином:
- полум'я направляють на місце стику, при цьому до стикувального простору або фаске прикладається кінець присадочного дроту;
- після розігріву крайок і дроту до температури плавлення різак пересувається уздовж шва зліва на право. При цьому присадний дріт переміщується слідом за грілкою. Кінець дроту повинен бути занурений в зварену ванну;
- в міру пересування пальника відбуваються зигзагоподібні руху.
Найчастіше зварювання газовими апаратами здійснюють поворотним методом, причому бажано дотримуватися нижнього положення шва. Правда, не завжди є можливість витримати це умова, тому зварювання нерідко виконується і в інших положеннях.
Порада!
Якщо відсутній присадний дріт, можна скористатися тонкою смужкою, виконаної з того ж металу, що і труби.
Зварювання труб ручним зварюванням
Ручна дугова зварка
Найбільш універсальним способом з'єднання металевих труб є використання ручного дугового зварювання. Цей метод дозволяє виконувати з'єднувальний шов в будь-яких просторових положеннях, включаючи стельове. Крім того, таким способом може здійснюватися зварювання труб під кутом, наприклад, при врізки відгалужень в основну магістраль.
Однак, бажано використовувати все-таки поворотний метод, щоб більшість швів були виконані в нижньому положенні.
Сам процес зварювання виглядає наступним чином:
- перш за все, виконуються прихватки (точкове з'єднання труб) на відстані 200-250 мм;
- далі стик треба умовно поділити на чотири частини і виконати суцільний шов в першому і другому верхніх секторах. Дуга ведеться без відриву, при цьому відбуваються зигзагоподібні руху, розмах яких залежить від ширини стику. У результаті повинна утворитися мелкочешуйчатая структура шва;
- потім труба перевертається і здійснюється зварювання третього і четвертого секторів;
- після цього труба перевертається і точно також виконується другий шар. Залежно від товщини стінок, всього допускається 2-3 шари зварного шва.
Зверніть увагу!
Домашні умільці часто цікавляться - як правильно зварювати труби, якщо немає можливості використовувати поворотний метод?
У таких випадках зварювання здійснюється з двох сторін і ведеться від низу до верху.
Слід зазначити, що перед виконанням ручного зварювання необхідно правильно підібрати електроди. Для цього треба враховувати властивості матеріалу, з якого виконані труби. Наприклад, при монтажі трубопроводу з вуглецевої сталі зазвичай використовують електроди з основним покриттям (основні).
Якщо ж необхідно виконати з'єднання деталей з оцинкованої сталі, слід використовувати спеціальні електроди, призначені для виконання цієї операції.
Автоматичне зварювання труб
автоматичне зварювання
Останнім часом набула широкого поширення автоматичне зварювання труб під флюсом. Як правило, в цьому випадку застосовується зварювальний дріт, змотана в бухти, яка безперервно подається в область зварювання.
Відразу слід сказати, що процес автоматичного зварювання супроводжується рядом складнощів:
- всередину труби можливе затікання розплавленого металу;
- метал може розтікатися по поверхні труби;
- відсутня можливість контролювати процес формування шва.
Схема використання подкладного кільця
Щоб запобігти виникненню цих негативних моментів, найчастіше виконують зварювання з використанням подкладного кільця.
Даний процес виглядає так:
- розрізне кільце, яке маємо ширину 30-40 мм і зовнішній діаметр, відповідний внутрішньому діаметру труб, що з'єднуються, вставляється в одну трубу. При цьому частина кільця повинна випирати;
- далі кільце точково прихоплюється ручним зварюванням;
- після цього на випирає частина кільця надівається друга соединяемая деталь і прихоплюється. При цьому потрібно стежити, щоб зазор між двома трубами не перевищував 1 мм. Таким способом можна зібрати кілька секцій;
- потім автомат заварює перший шар і пересувається до наступного місця стику;
- перший шар тим часом очищається від шлаків і готується до нанесення другого шару;
- на завершення роботи наноситься другий зварювальний шар.
На цьому процес зварювання завершено.
Сварка пластикових труб
Схема зварювання поліпропіленових труб
У наш час для побутових трубопроводів, особливо внутрішніх, найчастіше застосовують пластикові труби, які, як і металеві, з'єднуються методом зварювання. Причому існує кілька технологій складання трубопроводів: