Ремонт трубопровода методом сварки

Сварка трубопроводов: технология

Обустраивая дом или делая ремонт в жилище, вы можете проложить систему трубопровода самостоятельно. Если речь идет о стальных коммуникациях, то можно использовать электросварку. В результате удается получить прочное соединение, которое получается благодаря протеканию термохимических процессов, при этом используются электроды-проводники.

Какими бы ни были сварочные работы, они требуют от мастера опыта и знаний, которые применяются в процессе. Если вы только ещё учитесь, то можно для начала ознакомиться с теоретической стороной вопроса. Как и для стального, для полипропиленового трубопровода тоже требуется соответствующее оборудование для сварки. Однако практика показывает, что последняя технология гораздо легче, чем та, о которой пойдет речь в статье.

Подготовка перед работами

Сварка трубопровода начинается с подготовки поверхности. Важно убедиться в том, что она сухая и ровная. На следующем этапе нужно выбрать источник тока. От этого зависит качество обучения. Это могут быть компактные инверторы или тяжёлые трансформаторы. С их помощью высокое напряжение можно преобразовать в низкое вторичной электроцепи.

Для домашних работ наиболее предпочтительным вариантом станет электросварка. В эксплуатации трансформатор более прост. Он обладает преимуществами, выраженными в безотказности в эксплуатации и выносливости. Инверторная аппаратура имеет менее внушительные размеры, кроме того, позволяет регулировать режимы работы.

Разновидности сварных соединений

При сварке систем трубопровода сегодня используются следующие типы соединений:

• встык;
• внахлёст;
• угловое соединение;
• тавровое соединение.

При этом положение шва может быть вертикальным или горизонтальным, а также потолочным или нижним. Самым выгодным положением считается нижнее, поэтому при возможности повторной сварки необходимо отдать предпочтение этому способу. Сварка трубопроводов при прокладке коммуникаций обычно предполагает использование соединения встык. Кромки при этом важно проводить по всей толщине. Для толстостенных труб выполняются двойные швы – наружные и внутренние. Для уменьшения наплывов металла изнутри при выполнении работ электрод необходимо удерживать под углом 45 ° к горизонтальной плоскости.

Что еще важно помнить при подготовке

Перед началом ручной сварки необходимо осуществить подготовку. При этом важно проверить соответствие труб требованиям. Изделия должны соответствовать размерам, они не должны быть деформированы, на них не должно быть дефектов. Нужно удостовериться в отсутствии разницы в толщине стенок.

Материал труб должен соответствовать по химическому составу. Кромки следует очистить от грязи и ржавчины. Торец замеряется, как и угол раскрытия кромки, а также величина притупления. Согласно нормам, величина притупления может быть равна пределу от 2 до 2,5 мм. Что касается угла скоса кромки, то он может составить 70 °. Если были выявлены несоответствия требованиям, то нужно осуществить механическую обработку кромок.

Установка прихваток

Сварка технологических трубопроводов должна предполагать установку прихваток. Они представляют собой составляющую часть шва, а для выполнения используется электрод, который будет применяться при выполнении шва. Если речь идет о трубах, диаметр которых не превышает 300 мм, то выполняются 4 прихватки, их следует распределить по окружности максимально равномерно.

Когда приходится работать с трубой более внушительного диаметра, то прихватки располагаются с шагом в 250 мм. Рекомендуемая длина прихватки равна 50 мм, тогда как ее ширина составляет 4 мм.

Особенности электросварки

Сварка трубопроводов должна осуществляться по определённому алгоритму. Важно уделить особое внимание поворотным стыкам. Если варить приходится в сложных условиях, то под рукой следует держать небольшое зеркальце. Если есть необходимость, то конец электрода нужно подогнуть, выполнив работу неповрежденной частью.

Довольно распространенной ситуацией является сварка под углом 30 ° к поверхности изделия. Накладка шва при этом осуществляется по окружности. Он может быть однослойным на стыках изделий из низколегированных сталей. Дополнительной прочности можно добиться, выполнив повторный шов. Чем более внушительной окажется стенка трубы, тем больше проходов следует выполнить, их должно быть 2 или больше.

По кругу следует варить трубы большого диаметра. Их соединение осуществляется до половины шва. Затем участки очищаются от шлака и накрываются следующим швом на расстоянии в 1,5 см от предыдущего. Завершить работу необходимо соединением навара с небольшим нахлестом. Без очистки от шлака работы выполнять дальше не рекомендуется, так как добиться хорошего результата не получится.

Проверка качества

Выполняя сварку трубопроводов, на заключительном этапе вы должны удостовериться, что качество швов получилось идеальным. Невидимые трещины можно обнаружить с помощью мыльного раствора, который наносится кистью на сварные стыки. После в систему подается воздух. Если остались непроваренные швы или места, то их вы сможете заметить по пузырькам.

Поворотный метод сварки

Сварка технологических трубопроводов обычно предполагает максимальное количество швов, выполненное в нижнем положении. Это указывает на то, что можно использовать поворотный метод. Если труба имеет толщину стенки до 12 мм, то можно выполнить тройной шов. Первый слой сваривается электродом, толщина стержня которого варьируется в пределах от 2 до 4 мм. Все последующие слои можно сваривать электродами более внушительного диаметра.

Первоначально стык следует разделить на 4 части. Сварка выполняется в первом и втором секторах, которые располагаются в верхней части трубы. Затем труба поворачивается, а мастеру предстоит сделать стык по третьему и четвертому секторам. Трубу на следующем этапе следует снова повернуть и проварить 1 и 2 сектора. При повторе поворота второй слой накладывается в секторах 3 и 4. Последний слой следует наложить в одном направлении, при этом труба должна всё время поворачиваться.

Автоматическая сварка

Процесс сварки трубопровода может осуществляться на крупносерийном производстве, где важна высокая производительность. При таких условиях ручная сварка окажется трудоемкой, поэтому для работы используются сварочные аппараты. Все процессы при этом будут происходить автоматически.

Сварка осуществляется сварочной проволокой, которая сматывается с бухты и подается в зону работы. В рабочую зону в автоматическом режиме подаются ещё и защитные газы. Если работа автоматизирована быть не может, используется сварка полуавтоматом.

Альтернативные способы сварки

Сварка и монтаж трубопроводов могут осуществляться с помощью газовой сварки. Этот метод предполагает нагревание кромок до температуры плавления. Одновременно расплавляется присадочный пруток, а также металл, используемый для заполнения шва. В результате удается получить достаточно прочный шов, который будет иметь выступающий валик.

Сварка газом осуществляется с помощью смеси кислорода и ацетилена. В качестве основных инструментов выступают горелка и резак. В теле первой есть два канала, по которым газы подаются в камеру смешивания. Мастер при этом регулирует подачу газа при сваривании разных материалов.

Сварка стальных трубопроводов может осуществляться еще и с помощью индукционного метода. Эта технология предполагает разогрев элементов вихревыми токами. Кромки соединяются нажимными роликами. Этот вид сварки используется на производствах и в машиностроении.

Рекомендации по выбору электродов

При сварке трубопроводов ГОСТ 16037-80 должны соблюдаться. В них прописаны ещё и особенности выбора электродов. Последние представляют собой металлические стержни, выполненные из сварочной проволоки. Ее толщина может изменяться в пределах от 2 до 5 мм. Поверхность покрывается обмазкой, которая наносится толстым или тонким слоем. В последнем случае масса обмазки варьируется в пределах от 1 до 2% от массы стержня. Если речь идет о толстом слое, то его масса может варьироваться от 20 до 30%.

В качестве основной задачи обмазки выступает образование шлака, который имеет вид неметаллического сплава меньшего веса по сравнению с металлом. Шлак всплывает наверх при выполнении сварки, создавая защитное покрытие. После соединения трубопроводов сваркой шлак необходимо сбить. Как только корка станет хрупкой, ее можно будет удалить довольно просто.

Электроды сегодня выпускаются с разными типами покрытий, последние из которых созданы для решения определенных задач. Например, целлюлозное покрытие используется для сваривания трубопроводов внушительного диаметра. С помощью таких электродов можно создавать кольцевые и вертикальные швы.

В продаже можно встретить электроды и с рутиловым покрытием, которое легко поджигается и образует шлаковую корку высокой хрупкости. С помощью таких электродов можно создавать швы товарного вида, угловые швы, устанавливать прихватки и проваривать корневые швы. Это позволяет получать соединения красивого внешнего вида.

Технология сварки трубопроводов может предполагать использование электродов с рутилово-кислотным покрытием. Этот материал отличается легкостью отделения корки, а расход электродов невелик, что позволяет экономить. Рутилово-целюллозное покрытие подходит для выполнения швов в любых положениях, которые могут быть направлены наверх, что является самым сложным.

Шов с высоким показателем вязкости можно получить с основным покрытием электрода. В результате удается сформировать соединения, которые не растрескиваются. Материал отлично подходит для работы с толстостенными трубами и изделиями, которые будут эксплуатироваться в сложных условиях.

Ремонт методом сварки

Вы можете осуществить ремонт трубопроводов сваркой. Для этого дефектный участок необходимо очистить механическим способом. Допускается очистка пескоструйной обработкой, абразивными кругами, шлифмашинками и дисковыми проволочными щетками.

Ремонт сваркой предполагает наплавку на дефектных участках. Повреждения могут быть вызваны коррозией, на поверхности могут образоваться царапины, задиры и риски. Для того чтобы уточнить толщину стенки, следует осуществить измерительный и визуальный контроль. Допустимы и дополнительные физические методы, которые не будут разрушительными.

Дефекты, глубина которых составляет 0,2 мм, можно устранить методом шлифования. Нормы сварки трубопроводов при этом предполагают использование ручного метода с применением электродов с основным видом покрытия. Для сварки первого заполняющего шва рекомендуется использовать электроды, диаметр которых достигает 3,2 мм. Для облицовочных и заполняющих швов диаметр электрода может изменяться в пределах от 3 до 4 мм.

Технологический процесс сварки трубопровода предполагает прокаливание электродов. Допустимо использование электродов, прокаленных в стационарных условиях. При этом до места производства они должны быть доставлены в герметичных контейнерах. Хранение электродов согласно государственным стандартам при этом должно осуществляться в отапливаемых сухих помещениях, температура которых не опускается ниже +15 °C.

Дефектный участок до начала наплавки должен быть подогрет электрическими нагревательными устройствами. Можно использовать индукционный метод, который обеспечивает равномерность нагрева. Допустимо использование газовых горелок или подогревателей. Сварка может быть выполнена с использованием инверторного метода. Наплавка выполняется на постоянном токе обратной полярности.

Зажигание дуги производится на кромках выборки дефектного участка. Сварка заполняющих слоев прямолинейной или круглой формы осуществляется узким валиком. Используемая схема – встречно-симметричная. Направление движений в каждом следующем шве должна быть встречными. Ширина заполняющих первых слоев может изменяться в пределах от 4 до 6 мм. Все последующие слои обладают шириной от 8 до 10 мм.

Заключение

При наличии соответствующего оборудования сварку систем трубопровода вы можете осуществить самостоятельно. Однако важно правильно выбрать электроды, при этом следует учесть свойства материалов, которые лежат в основе труб. Например, для того чтобы соединить трубы из углеродистой стали, следует запастись сварочным материалам с основным или рутиловым покрытием.

Если же швы выполняются на трубопрокате из оцинкованной стали, то следует подготовить электроды для сварки оцинкованных труб. В качестве основной особенности сварки при работе с оцинкованными трубами выступает температура кипения цинка. Она ниже по сравнению с той, которая верна для стали. Это указывает на то, что цинковое покрытие будет испаряться при нагреве.

Источник

Сварка толстостенных труб технология

Способы сваривания

При прокладке стальных трубопроводов используется несколько видов сварки. Можно выделить такие:

• газосварка для соединения трубопроводов внутридомовых магистралей из стальных труб небольшого диаметра;
• ручная электродуговая сварка (второй по популярности тип сварки стальных трубопроводов и конструкций из них);
• электрическая автоматическая или полуавтоматическая сварка;
• аргоновая сварка неплавящимся электродом для соединения стальных трубопроводов (применяется достаточно редко и только в заводских условиях).

Каждый из способов сварки имеет свои особенности. В некоторых случаях для стальных труб применяют резьбовое соединение. Однако оно менее надежно, особенно если речь идет о технологических магистралях.

Газосварка

Для выполнения газосварки используют баллоны с ацетиленом или газовые генераторы. Использование генераторов, особенно в крупных городах и на предприятиях не актуально.
Такой способ требует больших затрат времени на получение газа и безопасную эксплуатацию сварочного оборудования. Поэтому для сварки металлических труб подключают баллоны с горючим газом.

Применение ацетилена обусловлено его высокой температурой горения. С помощью пропана производят резку стальных труб.

При соединении трубопроводов с толщиной стенки не более 3 мм разделка кромок не нужна. Детали с более толстыми стенками требуют подготовки кромки с одной стороны или двусторонней разделки под острым углом.

При работе с помощью газосварки лучший шов получается в нижнем положении. Возможность выполнить такой шов есть только при поворотном стыке.

Газовая сварка часто используется для сваривания заготовок в неповоротном положении (когда трубу невозможно прокрутить, повернуть). Такая работа доверяется сварщикам с высокой квалификацией, умеющим выполнять швы в потолочном, горизонтальном и вертикальном положении.

Сам процесс представляет собой расплавление огнем горелки кромок деталей, внесение присадочного металла стальной проволоки и формирование катета шва.

Стыки стальных труб, исполненные газосваркой, превосходят стыки, выполненные электросваркой, по наполненности и меньшему разогреву стали.

Описание работ

В первую очередь, нужно в общем выяснить сущность грядущих работ. Электродуговой сваркой принято именовать процесс соединения железных изделий между собой, благодаря локальному нагреванию металлов до температуры плавления. Сущность способа содержится в следующем:

1. Сварочный аппарат подключается к источнику электропитания.
2. По окончании преобразования тока он поступает к электроду.
3. При приближении электрода к свариваемому элементу появляется электрическая дуга, температура которой образовывает около 7000?C, что превышает температуру плавления большей части металлов.
4. Под действием электрической дуги, металл свариваемых частей и металл, входящий в состав электрода, начинают плавиться.
5. Образуется так называемая сварочная ванна, в которой расплавленные части материалов смешиваются, а появившийся при расплавлении шлак всплывает.
6. По мере остывания места действия электрической дуги образуется сварочный шов.

Что касается вариантов осуществления рассмотренного процесса, то возможно выделить ручной, полуавтоматический и непроизвольный метод.

Большое значение имеет верный выбор электродов в зависимости от толщины стенок свариваемых элементов и в некоторой степени ширины шва. Тут необходимо заявить, что чтобы определиться с этим параметром стоит знать, что для сваривания трубы с толщиной стенок 1,5 мм подойдет электрод O 2–3 мм.

И нелишним будет упомянуть, что в зависимости от выбранного диаметра электрода обязана выбираться и сила тока, к нему подаваемая. Так, к примеру, в случае если диаметр образовывает 2,5 мм, то нужно создать ток, силой не меньше 80 ампер. В случае если же диаметр равен 3 мм, то сила тока обязана составлять уже 110 ампер. В случае если условия нарушить в меньшую сторону, другими словами не подать ток достаточной силы, то электрод не будет плавиться, соответственно, не случится сваривания. В случае если же подать ток большей, чем необходимо силы, то стержень электрода начнет плавиться стремительнее, что повлечёт увеличенный расход материала и создаст определенные неудобства в работе.

Ручной электродуговой метод сваривания трубопроводов

Электродуговая сварка – это наиболее востребованный метод соединения стальных труб большого диаметра и заготовок для разводок внутридомовых сантехнических систем.

Ручная электросварка используется и на сборке магистральных трубопроводов. В этом случае с ее помощью осуществляются прихватки и прохождение корня шва.

Недостаток удобства, связанный с неповоротными стыками и отсутствием обзора, заставляют вести сварку операционным способом.

При этом способе вначале осуществляется проварка стыка на видных участках. Затем вырезается окно в одной из стальных труб.

С внутренней стороны обваривается стык по всей доступной длине окружности. После этого остается наложить латку из стали, постепенно сваривая и нагревая металл, и закрыть ею окошко.

Обварка стыка начинается с нижней части, при этом важно знать и уметь выполнять потолочные швы. Следует помнить, что для работы в потолочном положении потребуется увеличить силу сварочного тока на аппарате.

После потолка можно выполнять сварку боковых поверхностей стальной трубы и постепенно переходить к работе в нижнем положении. ГОСТ предписывает для надежности стыка вести работу в 2 прохода. Первый – корень шва, второй – основной шов.

После первого слоя обязательно следует отбить шлак перед вторым проходом. Для этого потребуется специальный молоток, часто на производстве используют простое зубило, прихваченное к ручке.

При соединении круглых и профильных стальных труб это основной способ наряду с электродуговой полуавтоматической и автоматической сваркой. Его преимущество состоит в небольшой деформации при слабом разогреве и лучшем качестве стыка.

Это позволяет использовать операционный способ электродуговой сварки, как основной при прокладке трубопроводов большого сечения.

При укрупнительной сборке участков трубных магистралей применяют сварку труб полуавтоматом. В этом случае скорость работ возрастает, при этом качество шва остается на высоком уровне.

Установки для продольной сварки труб

Продольные швы формируют на специальном оборудовании в полностью автоматическом режиме. Подобные аппараты используют для сварки труб, коробов, эллипсных либо круглых обечаек, листов, воздуховодов. При этом швы получаются качественные, полностью исключена деформация материала в зоне сварки, а работа идет на максимальной скорости.

Вся конструкция оборудования устойчива и стабильна. Поэтому свариваемые заготовки размещаются и закрепляются на нем с достаточной точностью. Станок управляется с помощью сенсорного дисплея, имеющего интуитивное меню.

Нюансы подготовки и проведения работ

Сварить трубу из стали, особенно с поворотным стыком, достаточно просто. Но перед выполнением работы необходимо правильно подготовиться.

Поверхность концов стальных труб обрабатывают металлической щеткой, затем растворителем, и при толщине свыше 3 мм выполняют разделку кромок с одной или двух сторон. Соединять и стыковать стальные трубы следует так, чтобы они лежали в одной плоскости, без перекоса.

При соединении и стыковки отдельных деталей для надежной фиксации выполняют прихватки длиной не менее 3 мм. Размер прихваток и их количество зависит от диаметра стальной труб.

Минимальное их количество должно быть не менее 3, через каждые 120°. Следует учитывать расход электродов при сварке. При работе большими токами на трубах большого сечения расход значительно выше.

Монтаж оцинкованной трубы потребует обработки концов заготовок соляной кислотой, что предотвратит выгорание цинка при нагреве.

Защита цинкового слоя на трубах может проводиться при сварке под флюсом HLS-B. Перед работой потребуется нанести на края труб толстый слой вещества. Работа ведется с повышенным уровнем подачи кислорода в пламя горелки.

Проволока должна быть выполнена на основе сплава UTP. При выполнении работы требуется расплавлять присадочный материал на прогретый металл. Флюс препятствует выгоранию цинка, остатки удаляются с трубы после окончания работы.

Выполнив соединение, таким образом, потребитель получает качественный шов, не требующий защиты от коррозии.

Подбор электродов

Первое, что вам понадобится для выполнения сварочных работ с трубами отопления или другими сооружениями, это электроды. От качества этого расходного материала будет зависеть не только надежность полученных сварных швов и герметичность системы, но и процесс выполнения работ.

Под электродом понимают тонкий стальной стержень со специальным покрытием, которое позволяет обеспечить устойчивую дугу в процессе электросварки труб, и задействовано в формировании сварного шва, а также предотвращает окисление металла.

Классификация электродов предполагает разделение по типу сердцевины и разновидности внешнего покрытия.

По типу сердцевины бывают такие электроды:

1. С неплавящейся серединкой. Материалом для такой продукции служит графит, электротехнический уголь или вольфрам.
2. С плавящейся серединкой. В данном случае в качестве сердечника служит проволока, толщина которой зависит от типа сварочных работ.

Что касается внешней оболочки, то множество электродов, которые встречаются на рынке, стоит разделить на несколько групп.

Итак, покрытие может быть:

• Целлюлозное (марка С). Эти изделия применяются главным образом для выполнения сварочных работ с трубами крупных сечений. Например, для монтажа магистралей для транспортировки газа или воды.
• Рутилово-кислотное (RA). Такие электроды оптимальны для сварки металлических труб отопления или водопровода. В данном случае сварочный шов покрывается небольшим слоем шлака, который легко удаляется постукиванием.
• Рутиловое (RR). Данный тип электродов дает возможность получить очень аккуратные сварочные швы, а образующийся в процессе работы шлак очень просто удаляется. Преимущественно такие электроды используются в местах угловых соединений или при наваривании второго или третьего слоя.
• Рутилово-целлюлозное (RC). Подобными электродами можно выполнять сварочные работы абсолютно в любой плоскости. В частности, они очень активно применяются для создания длинного вертикального шва.
• Основное (B). Такие изделия можно назвать универсальными, ведь они подходят для сваривания толстостенных труб, деталей, эксплуатация которых будет производиться при отрицательных температурах. При этом образуется пластичный качественный шов, который не трескается и не деформируется со временем.

Изготовление разъемных соединений

Для изготовления разъемных соединений потребуется приварить заготовку к фланцу. Работа ведется в нижнем положении. Лучшим вариантом является полуавтоматическая электродуговая сварка. Сварка фланцев может выполняться неповоротным швом, при этом может применяться операционный способ.

Стыковка стальной трубы производится под углом 90° к плоскости фланца, таким образом, упрощается работа по сборке разъемных соединений. Операция приваривания детали к фланцу выполняется аналогично операции по соединению труб.

Марки электродов

Электроды для сварки труб из стали подбираются с учетом тока, толщины стенок заготовок и сложности конструкций. Наиболее популярны среди электросварщиков следующие марки электродов:

АНО-21 или 24 и МР-3. Работают при переменном токе. Могут качественно варить даже с мокрой обмазкой. Для сварки ворот, тепличных конструкций, оград, небольших ангаров это наилучший вариант с низкой ценой. Но их не применяют для конструкций и трубопроводов с большим давлением и нагрузками;

марка УОНИ – это отличные сердечники, но быстро варить ими не получится. Работа ведется с набиранием катета шва, с сохранением постоянно горящей дугой. Такой вариант требует опыта и умения работать с простыми АНО и МР;

качественные электроды, работа которыми доставляет удовольствие ровным горением дуги и достойным результатом – это японские электроды марки LB-52U. При ремонтных работах и прокладках магистральных трубопроводов, везде, где требуется качественная дуговая сварка стальных труб, большинство предприятий пользуются именно японской продукцией.

Сварка стальных труб – это наиболее востребованный метод получения неразъемного соединения или фланцевого стыка. Надежный и качественный шов обеспечит безаварийную и долгосрочную эксплуатацию трубопроводов и конструкций.

Для использования в бытовых условиях самый распространенный способ – ручная или полуавтоматическая электродуговая сварка труб.

Выбор режимов сварки

Качество ожидаемого шва во многом зависит от правильности установки параметров режима. Его выбор предполагает уточнение следующих параметров:

• какие электроды планируется применять для работы (их характеристики и диаметр);
• значения параметров подаваемого тока (в том числе и его тип: постоянный или переменный);
• напряжение сварочной дуги;
• скорость протекания процесса;
• количество проходов, необходимое для заполнения шва.

Во многом качество соединения зависит от того какими будут выбраны эти параметры. В зависимости от марки металла, из которого изготовлена труба и толщины её стенок, выбирают какими электродами производить соединение. При правильном выборе режима сварки шов будет хорошим и надёжным.

Источник