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.