Способы подготовки кромок трубопроводов под сварку

Сварка труб в стык. Подготовка труб под сварку, разделка кромок

Содержание

Общие сведения по сварке трубопроводов

При монтаже трубопроводов, сварные стыки между трубами в трубопроводе могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными, как показано на рисунке ниже. Перед сборкой и сваркой необходимо проконтролировать следующие факторы: наличие сертификата на трубы, отсутствие эллипсности по диаметру трубы, отсутствие разностенности. Допускаемая величина разностенности составляет не более 10% от толщины стенок, но не более 3мм. Также необходимо обратить внимание на содержание различных химических элементов в составе трубы и определить, соответствуют ли эти значения требованиям, указанным в стандартах на эти трубы.

В каких условиях рекомендуется сваривать трубы?

Работы по сварке трубопроводов допускается выполнять при температуре окружающего воздуха не ниже -20°С. Если температура будет ниже, то расплавленный металл начинает активно поглощать различные газы (в основном, кислород и водород). В результате этого образуются поры и другие дефекты в сварных швах. Всё это значительно уменьшает механические свойства труб и снижает их эксплуатационные показатели.

Также необходимо учесть тот момент, что содержащиеся в металле трубы легирующие элементы сильно влияют на свариваемость. Поэтому, сварку труб, содержащих легирующие элементы, необходимо сваривать при температуре, не ниже -10°С из-за того, что при сварке данные трубы склонны к образованию холодных закалочных трещин в сварных швах. Иногда эти трещины выходят за границу сварного шва в зону термического влияния.

Подготовка труб к сварке

Очистка стыков труб

Очистку свариваемых труб рекомендуется выполнять следующим образом. Следы от масел, красок, лаков и других органических покрытий убирают при помощи бензина, или специального растворителя. От грязи и ржавчины кромки можно очистить стальными щётками или абразивными кругами.

Разделка кромок труб под сварку

При подготовке стыков труб под сварку необходимо проверить следующие показатели: перпендикулярность торца трубы к её продольной оси. Суммарный угол раскрытия стыка должен составлять 60-70°. Величина притупления 2-2,5мм. Фаски с торцов труб можно снимать механической обработкой, газовой резкой или другими способами, которые позволяют получить нужную форму, размеры и качество поверхности обрабатываемых кромок. Схема разделки кромок указана на рисункесправа:

Сборка труб под сварку

При сборке стыков труб необходимо совмещать их кромки так, чтобы поверхности стыков обоих труб совпадали, и ось трубопровода не была смещена. Зазор между кромками должен быть в пределах 2-3мм и он должен быть равномерным по всему диаметру.

Сборку и центрирование возможно сделать вручную, но минусы этого процесса состоят в том, что он достаточно трудоёмкий и не способен обеспечить высокую точность. Для сборки труб на производстве пользуются центраторами. Для совмещения стыков магистральных труб большого диаметра используют внутренние центраторы, которые позволяют отцентрировать трубы по внутреннему диаметру.

Наружные центраторы позволяют центрировать трубы по наружному диаметру и их конструкция проще, чем у внутренних центраторов. Но при большой разностенности труб или при большой гибкости труб, с помощью наружного центратора сложнее обеспечить хорошее качество сварки.

После сборки труб диаметром до 300мм, стыки скрепляют прихватками, длиной 50-80мм в 4-х местах. При сварке труб диаметром более 300мм прихватки располагают равномерно по окружности, и рекомендуемое расстояние между прихватками составляет 250-400мм.

Прихватки, являются неотъемлемой частью сварного шва и они должны выполняться теми же сварщиками, которые в дальнейшем, будут проваривать стык трубопровода с использованием таких же электродов.

При сборке внутренними центраторами вместо прихватки лучше выполнять сплошную заварку корня шва. Особенно, если температура окружающей среды низкая. Этот приём позволяет уменьшить внутренние напряжения и снизить риск возникновения закалочных трещин в металле сварного шва и околошовной зоне.

Видео: газовая резка трубы со снятием фаски под сварку

Некоторые особенности монтажа трубопроводов

При монтаже трубопроводов лучше всего наибольшее количество их стыков сваривать в поворотном положении. В случае, если толщина стенки трубы равняя 12мм, сварку выполняют в три слоя. Первый слой создаёт провар в корне шва и обеспечивает хорошее сплавление кромок.

Для выполнения местного провара необходимо, чтобы наплавленный металл формировал внутри трубы узкий нитевидный шов, высотой 1-1,5мм, равномерно распределённый по окружности.

Чтобы обеспечить провар без наплывав и грата, электроду сообщают возвратно-поступательное движение, с небольшой задержкой электрода над расплавленной ванной металла, небольшими поперечными колебаниями между кромками и с формированием маленького отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получают путём проплавления основного металла электрической дугой. Диаметр отверстия равен зазору между стыками, или превышает его не более, чем на 2мм.

Источник

Разделка труб под сварку

Перед тем, как выполнять любую сварку деталей, необходимо правильно обработать их и придать краям нужную форму. Эту процедуру обычно называют «разделка». В данной статье мы постараемся рассказать все о разделке труб под сварку и не только.

Зачастую разделка выполняется на заготовках толщины больше средней. Для чего это нужно:

• Чтобы мастеру было удобно добраться своими инструментами к зоне выполнения шва;
• Выполнить высококачественную сварку по всей толщи свариваемых деталей.

Когда выполняется операция по разделке кромок труб под сварку, автоматически увеличивается область шва, а, следовательно, и количество расходуемого сырья. Самый малый расход материалов получается, когда разделка не осуществляется совсем. Сваривают детали без подготовки. Если толщина заготовки малая, то выполняется отбортовка.

Зачистка торцов труб перед подготовкой

Прежде чем начать подготовку труб, обязательно необходимо выполнить зачистку торцов. Обычно выполняется в 2 стадии:

• Механическая зачистка – первый этап, с помощью которого удаляется грязь, коррозия и всевозможные загрязнения. Такой вид зачистки проводится с помощью проволочных щеток-насадок или абразивных кругов, имеющих различные формы и зернистость. Маленькие элементы можно зачищать вручную, а вот для больших уже применяются угловые шлифовальные машины, или другими словами «болгарка».
• Химическая зачистка – второй этап, который используется, чтобы обезжирить зону шва и удалить из нее оставшиеся загрязнения, не поддавшиеся механической очистке. Для нее применяются растворители.

Если не выполнять очистку деталей перед сварочными работами, то вся грязь, оставшаяся в области шва, значительно сократят срок эксплуатации деталей: прочность и время эксплуатации будут под вопросом.

По завершению очистки металла, переходят непосредственно к разделке труб под сварку. Ее выполняют для освобождения места под инструмент для дальнейших работ, то есть увеличивается геометрия стыковки с одной или даже с двух сторон. Такая процедура важна, когда стены конструкции, с которыми работаем мастер, толстые, где необходимо проваривать по несколько раз. Основная задача разделки кромки труб под сварку – обеспечить полное и глубокое сваривание по длине шва.

Верное и тщательное приготовление заготовки – залог качества, ведь тем самым уменьшается риск дефектов, не создаются пустоты и не нарушается однородность материала в зоне шва.

Как подготовить изделие перед разделкой кромки под сварку

Подготовительные работы можно разделить на несколько видов:

1. Ручная> – такой способ правки используется для присоединения плит с использованием молотка.
2. Механическая – данный вид подготовки используется для устранения складок, неровностей и коробления (искажения формы) при помощи прокатки на правильных вальцах.
3. Разметка – применяется при ремонте, для исправления криволинейных швов, когда необходимо просверлить отверстия.
4. Термическая – используется для повышения эластичности и урегулирования внутреннего строения металла, для чего металлические изделия заблаговременно подогревают.

Также важно подготовить саму кромку. Подготовка различается:

• С разделкой: снимается фаска одной стороны, если нужно, то и с другой, зачастую с обоих изделий. Или же делают угловое скашивание.
• Разделка отсутствует: для этого необходимо хорошо зачистить поверхность и уложить на нужной дистанции.
• Отбортовка: сглаживаются заостренные бока.

Когда весь комплекс работ по подготовке проведен, переходят, непосредственно, к самой разделке кромки труб перед сваркой. Можно выделить одностороннюю разделку труб под сварку и двухстороннюю (так как скосы более сложной формы необходимо заваривать как с лицевой, так и изнаночной стороны детали).

Формы разделки кромок под ручную дуговую сварку

Рассмотрим различные виды скосов краев заготовок. Каждая форма используется при работе с конкретными деталями и при индивидуальных показаниях к сварочному соединению и различаются толщью, свойствами металла и методом сварки.

V-образная

Достаточно распространенный вид разделки кромки трубы под сварку — это прямолинейный скос с одной стороны. Такая разделка используется в работе с металлом в форме листов толщиной от 3 до 26 мм и подразумевает симметричный скос кромки либо у 1й, либо у 2х деталей. Угол разделки кромки под сварку:

• Односторонний – 50 градусов;
• двухсторонний – 60.

U-образная

Разделка не для новичков – это достаточно сложная форма. Края заготовки подлежат разделке либо с одной, либо с 2х сторон. Данный криволинейный скос используется при сваривании металла толщиной 20 – 60 мм и считается экономным в расходуемых материалах, а именно электродов. Также бонусом выступает быстрый провар шва. В результате образовывается идеальный валик.

X-образная

Прямолинейный скос 2-ух кромок с двух сторон, похож на V-образную разделку, но только шов проваривается по всей глубине. Получившийся шов может работать под большими нагрузками. Заготовка должна быть в толщь 12 — 60 миллиметров, а угол разделки кромки под сварку — 60 градусов (в некоторых случаях – 45).

K-образная

Двусторонний скос 2х краев, который практически повторяет X-образный, но процедуру проводят лишь с одной заготовкой.

• Односторонняя разделка кромки используется для угловых и стыковых швов (V или U-образная);
• Двухсторонняя используется для стыковых швов, когда изделие проваривается по всей поверхности (X или K-образная).

Угол разделки кромки под сварку подбирается в зависимости от сварочного инструмента:

• Электродуговой сварки – в пределах 30 – 35 градусов;
• Для оборудования с газовой сваркой рекомендуется использовать угол наклона 45 градусов.

Важно, чтобы скосы не кончались острыми краями, т.к. может возникнуть риск непроваров в некоторых отдельных местах. А на концах кромки (ориентировочно 2-3 мм) необходимо формировать притупление.

Способы обработки кромок под сварку

Существует несколько способов как обработать кромку детали:

• Ручной – для этого используют такие инструменты, как зубило, наждачная бумага или напильник;
• Механический – различаются по типу используемого оборудования: 1) при помощи токарного или расточного станка деталь обтачивают на оси, которая вращается; 2) другие заготовки обрабатывают на фрезерных, шлифовальных, строгальных и других машинах; 3) фрезерные или универсальные станки используются для обработки криволинейных краев.
• Термический – 1) при помощи газового резака, которая переходит в ручную сварку; 2) плазмотроном – одна из самых точный обработок.

Разделка кромок под сварку гост

Подготовка элементов к сварочным работам может различаться и зависеть от типа соединения и толщины металла, упорядоченных системой ГОСТ.

Разделка кромок труб под сварку – ГОСТ 16037-80, а также подходит для соединений из такого материала, как сталь. Стоит учитывать специфику соединяемых элементов и видом соединений:

• Свойства конструкций труб;
• Размеры, т.е. толщина и диаметр трубы;
• Соединение.

Все условия, прописанные в межгосударственном стандарте для разделки труб под сварку 16037-80 обязательно нужно соблюдать для выполнения качественной сварки.

Важно правильно очистить и обезжирить поверхность кромок труб, которые будут подвергаться сварке.

Перед электродуговой сваркой с использованием газов, кромка детали обрабатывается вручную, термическим или механическим способом. Для лазерной необходимо тщательно очищать металл, протравляя края дальнейших швов, промыв и осушив их.

Острые края на скосах заготовки должны быть скруглены, иначе это может привести к прожжению или плохой проварке шва.

Разделка труб под сварку: этапы

Ранее уже говорилось, что разделка труб под сварку должна регулироваться ГОСТ, и мы уже определили, что тип соединения труб может быть:

• стыковым;
• под углом;
• внахлест, если диаметр трубы/трубопровода изменяется или к нему приваривается фланец.

Перед выполнением сварочных процедур проводятся подготовительные мероприятия, для труб это механическая зачистка, которая удаляет загрязнения, далее химобработка и, непосредственно, сама разделка труб под сварку.

Разделка кромки выполняется путем механической обработки. Для монтажа труб используют предназначенное для этого оборудование. Допускается использование угловых шлифовальных машин.

Разделка кромок труб под сварку выполняется только в случае, если толщина труба будет более 4 мм. Скашивание выполняется под углом 45 градусов 1-ой или двух кромок.

Стыки на трубах можно разделить на поворотные и неповоротные. Но в рекомендациях ГОСТ указано применение именно поворотных стыков, так как их сварка более удобна в нижней позиции, а разделка происходит по всей длине стыка.

Прежде, чем приступить к дуговой сварке под флюсом, нужно прихватить торцы труб:

• 4 прихватки для труб диаметром менее 300мм;
• каждые 200-300мм прихватка, если диаметр свыше 300мм.

В случае, когда толщь стенки трубопровода больше 12 мм включительно, то проварка должна осуществляться в 3 этапа. На первом формируется валик с возвышением от 1,5 до 3 миллиметров, который распределяется на протяжении всего стыка.

По ГОСТ для труб регламентирована U-образная разделка кромки – это, если толщина заготовки большая. А все делается для того, чтобы уменьшить площадь сечения шва, тем самым, снизив объемы расходников и увеличивая скорость выполнения работы. Какой скос использовать, если толщина трубы составляет:

• Х или V–образная — 3-25 миллиметров;
• U–образная — 26-60 миллиметров;
• другие специальные формы — более 60 миллиметров.

Разделка труб пол сварку подразумевает следующие способы:

1. Газовый резак. Имеет низкую точностью и не совсем качественное покрытие. Нуждается во вспомогательной мехобработке.
2. Механический способ обработки труб. Благодаря строгальным или фрезерным станкам получается в результате чистая поверхность.

Торцовочные машины предназначены для разделки кромок труб под сварку значительного диаметра. В то время, когда на магистралях отопления полным ходом идет ремонт, разделку выполняют шлифовальными машинами.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Распространенные ошибки при разделке труб под сварку

Зачастую ошибки возникают во время самой подготовке к разделке. Поэтому, чтобы работа была выполнена на высшем уровне и сварочный шов был идеальным, не допускайте следующих ошибок:

• Не оставляйте скос края с острым углом – это скорее всего приведет к тому, что шов плохо будет проникать внутрь соединения.
• Плохая чистка изделия от загрязнения и масел или неверно подобранный метод очистки – в результате шов будет пористым.
• Несоблюдение регламентов ГОСТа (неправильно подобранный угол скоса, размеры зазоров) – пусть работа и будет быстрее, но качество получившегося шва будет плачевным.

Специализированное оборудование

Не только универсальное оборудование, но и узко специализированное подойдет для разделки кромки труб под сварку применяется. Подобрать можно исключительно от объемов работ.

Если говорить об универсальных машиных, то можно выделить угловые шлифовальные станки, слесарные инструменты и напильники.

Компания Promotech представляет огромный выбор узко направленных машин для снятия фаски: кромкорезы и фаскосниматели серии BM и серии PRO, которые отлично подойдут для выполнения большого объема схожих швов.

Заключение

Важным регламентирующим документом по разделке труб под сварку является ГОСТ, которому не только важно, но и необходимо придерживаться. В нем заключены все правила, методы и углы сварки, типы соединений, формы разделки и другие параметры под каждый случай.

Так как трубопровод служит нам не один год, он должен быть выполнен качественно, чтобы выдержать давление жидкостей. Выполняйте все указания ГОСТ 16037-80, правильно проводите очистку и подготовку деталей – это сэкономит как деньги, так и время, и в результате Вы повысите производительность последующих операций.

Источник