Збірка труб під зварювання
Процес складання труб під зварювання передбачає технологічну операцію - центрування, в результаті якої дві сполучаються труби стають співісними. При складанні прямолінійних труб в секції необхідно, щоб їх осі збігалися. Для складання криволінійних труб потрібно збіг дотичних (АТ і ОС) до осей в точці О, яка є місцем перетину осей труб з площиною N, що проходить по середині зазору b зібраного стику (рис. 48).
Для забезпечення збіги уявних осей сполучаються грубий використовують їх поверхні (а також лінії і точки), які забезпечують необхідну орієнтацію труб при центруванні. Ці поверхні (лінії і точки) називають базується елементами, а надається трубі положення, яке визначається базується елементами, називають її базуванням. При центруванні труб в якості базирующих елементів використовують такі поверхні і лінії: зовнішню циліндричну поверхню (НП), внутрішню циліндричну поверхню (ВП), торцеву площину крайок (ТП), що утворюють лінії на зовнішній циліндричній поверхні (ОЛ), які можуть мати по дві опорні точки (ОТ). Можна вважати, що збіг відповідних базирующих поверхонь, ліній або точок однієї й іншої труби або певне їх взаємне розташування забезпечить збіг осей, що з'єднуються трубою. Зрозуміло перед складанням труби необхідно закупити, так наприклад, у компанії "Трубосталь", є у продажу труба сталева відмінної якості. Розглянемо кілька незалежних умов, дотримання яких дозволить забезпечити якісне складання з'єднуються труб. В цьому випадку базують елементи першої труби позначимо одним штрихом, а другий труби - двома штрихами.
Умови співвісності труб (рис. 49) можна записати так: I- (НП) '= НП, II- (ВП)' = ВП, III -ТП '= ТП, IV - 2ОЛ' = 2 (ОЛ) при 0<а <π (на рисунке не показано). Здесь а - уголмежду опорами, = знак совпадения базирующих поверхностей, линий и точек. Центровку труб выполняют различными механизмами и приспособлениями в зависимости от применяемого способа сварки. Условие I выполняется при центровке труб для дуговой сварки с применением кондукторов в виде опор, при сборке труб наружными центраторами и в зажимных устройствах электроконтактной сварки и т. п. Условие II получило широкое распространение при сборке труб с применением внутреннего центратора. Условие III используют в том случае, когда торцовые плоскости перпендикулярны к оси трубы. Подобное условие выполняют при сборке труб различных диаметров, когда используют специальные переходы. Условие IV основано на совпадении линий или точек, его используют при центровке труб на сборочных кондукторах, которые изготовляют из труб или швеллеров. Сборку стыков при выполнении условия I особенно широко применяют при поворотной сварке стыков магистральных трубопроводов. Сборочные операции выполняют на стендах, стеллажах и кондукторах.
Труби, призначені для центрування, укладають на ложе рольганга або кондуктора. Ці труби стикаються з поверхнею роликів (рис. 50, а, б), або інших труб (рис. 50, в) в точках А і В. При складанні стиків на роликах за базові поверхні приймають циліндричні поверхні труб. Для забезпечення стійкого становища труби при центруванні необхідно, щоб відстань між опорами було можливо великим. Це знижує вплив макрогеометріческіе похибок базових поверхонь на положення труби на стенді. Центровку на стелажах з труб здійснюють на основі базових поверхонь труб, які можуть бути представлені утворюють лініями. Для забезпечення точності центрування безпосередньо перед зварюванням стику встановлюють центратор. При складанні стиків трубопроводів для забезпечення провару кореня шва між крайками труб встановлюють певний зазор. Зазор для ручного зварювання може бути визначений (рис. 51) за формулою
де х товщина першого шару шва (глибинапроплавлення); а - притуплення; d - діаметр електрода; b - зварювальний зазор; l - умовна довжина дуги; α - кут скосу кромок.
При автоматичному зварюванні під флюсом для шва даного типу, способу і режиму зварювання зазор визначає в більшій мірі, ніж при ручному зварюванні, частку участі основного металу в обсязі металу шва у0. Ця умова дотримується в тому випадку, коли глибина і ширина кромок не перевищують тих же параметрів при наплавленні на пластину. При незмінному зварювальному режимі глибина і контури провару постійні і не залежать від типу шва. Частка основного металу в шві (за схемою, наведеною на рис. 52): y0 = F0 / (F0 + FH), де F0 - площа проплавлення основного металу; Fн - площа наплавленого металу.
Відхилення від заданого зазору b при постійному зварювальному режимі змінює у0 (від 0,15 до 0,8), що впливає на хімічний склад металу шва. Це можна встановити зі співвідношення
Залежно від зазору b передбачають заходи від протікання металу і шлаку через зазор. При двосторонньої зварюванні труби центрують з нульовим зазором, що дозволяє відмовитися від цих заходів. Зазор встановлюють з умов режиму зварювання і розміщення наплавленого металу, але його можна визначити з співвідношення Iaн = Vсв • 0,6sbRp, де ан - коефіцієнт наплавлення; vcв - швидкість сраркі; 0,6s - глибина провару за один прохід; R - коефіцієнт, що враховує зусилля шва (R = 1,1-1,2); р - щільність металу шва.
За будівельним нормам і правилам (СНиП) зазори між кромками при зварюванні встановлюють залежно від методів зварювання і товщини труб (табл. 10).
При складанні труб з однаковою товщиною стінки допускається зміщення кромок не більше 20% товщини стінки труби, але не більше 3 мм для газового зварювання і не більше 2 мм для стикового електроконтактного зварювання.
З'єднання разнотолщинних труб одного діаметру або труб з деталями (трійниками, переходами, днищами, відводами) допускається за таких умов:
якщо різниця товщин стінок центрована труб або труб з деталями (максимальна з яких 12 мм і менше) не перевищує 2,5 мм;
якщо різниця товщин стінок центрована труб або труб з деталями (максимальна з яких більше 12 мм) не перевищує 3 мм; з'єднання труб або труб з деталями з більшою різницею товщини стінок здійснюють шляхом установки між центрована трубами або трубами з деталями перехідників або вставок проміжної товщини, довжина яких повинна бути не менше 250 мм. При різнотовщинності стінок до 1,5 допускається центрування і зварювання труб зі спеціальною обробкою товстої стінки труби або деталі (рис. 53, а).
Після зварювання разностенность труб діаметром 1000 мм проводиться внутрішня підварювання кореня шва по всьому периметру. Центровку труб з запірною і розподільної арматурою здійснюють за умови, що товщина соединяемой кромки патрубка арматури не перевищує 1,5 товщини стінки стикується з нею труби в разі спеціальної підготовки крайок патрубка арматури в заводських умовах (рис. 53, б). Якщо наведені умови не виконуються, то центрування проводять при установці між стикується трубою і арматурою спеціального перехідника або перехідного кільця.