Сварка труб в стык. Как сваривать трубы

Сварка труб в стык. Как сваривать трубы

Как сваривать трубы

Существует несколько способов сварки трубопроводов (стальных). Но появление инверторов отодвинуло все способы, и теперь сварка труб в быту проводится именно этим аппаратом. Во-первых, это простота сварочного процесса, во-вторых, доступность и высокая безопасность. Тем более, технология сварки труб не очень сложная, главное правильно провести подготовку и выбрать необходимые расходные материалы.

Подготовка к работе

Прежде чем приступать непосредственно к сварке, следует провести предварительную подготовку. Ее этапы одинаковы вне зависимости от того, какой именно способ будет применен.

Прежде всего, нужно подготовить рабочую площадку достаточного размера, на которой разместится все необходимое оборудование, сами трубы и фитинги (если они используются). Перед началом работы и включением сварочного аппарата в сеть, проверяют целостность электрических кабелей. Также стоит убедиться, что зажим и электронные датчики исправны, ножи торцевателя заточены, а приготовленные для работы вкладыши соответствуют трубам по диаметру. Детали, во время эксплуатации подвергающиеся трению, смазываются, а нагреватель, торцеватель и скребок проходят очистку и обезжириваются.

Обрабатываются и сами трубы: в местах предполагаемых стыков поверхность зачищается. Таким образом, удается избавиться от различных загрязнений, которые помешают создать надежное соединение.

Сварка труб электросваркой плавящимся и неплавящимся электродами

Эффективнее всего проводить сварку технологических трубопроводов электродом вручную или посредством автомата. Это может быть методика работы плавящимся или неплавящимся электродом (аргонно-дуговая сварка). Технология сварки труб реализуется в три основных этапа:

1. Подготовительный, который делится на две части – подготовка мастера и подготовка материала. К подготовке сварщика стоит отнестись очень ответственно, так как от этого зависит его безопасность. Обязательно нужно подготовить спецодежду и защитную маску для глаз, чтобы предотвратить ожог яркими искрами. Под подготовкой деталей имеется в виду тщательная зачистка труб под сварку от коррозии, краски и загрязнений. Перед ручной дуговой сваркой трубопроводов нужно хорошо металлической щеткой или наждачной бумагой обработать стыки и площадь, прилегающую к ним. Если этого не сделать, то могут быть «пробелы» в самом шве, так как материал «не перехватится» на загрязненную трубу.
2. Сварочный процесс. Когда все готово, можно начинать. Самое основное в дуговом способе ( вне зависимости вручную она проводится или инвертором) это удержать дугу. Сначала необходимо зажечь электрод и возбудить дугу. Затем полноценно производится шов. Его тип выбирается непосредственно мастером в процессе работы. На способ ведения электрода и на технологию сварки трубопровода в целом влияет множество факторов – расположение труб, материал их изготовления, предпочтения сварщика.
3. Проверка качества работы. Когда шов готов (не стоит забывать оббивать шлак, который образуется над ним в виде валика), можно запустить коммуникацию на предмет контроля качества соединения.

Сварка полиэтиленовых труб нагретым инструментом встык. Что такое стыковая сварка полиэтиленовых труб

Стыковая сварка полиэтиленовых труб относится к неразъемным способам соединения и производится путем нагрева при помощи специального сварочного оборудования торцов свариваемых частей, трубы и (или) фитинга до вязкотекучего состояния полиэтилена, и последующего их соединения под давлением.

Встык можно варить только трубы и фитинги одинакового диаметра и, изготовленные из одной марки полиэтилена. Рекомендуемая толщина трубы при сварке должна быть не менее 4,5 см. Стыковую сварку разрешено проводить при температуре воздуха от -15ºС до +45ºС. Для таких работ подойдет сварочный аппарат Протва в Ingplast.ru.

Сварка в стык — достаточно сложный технологический процесс, требующий высокой квалификации персонала и высококачественного оборудования. В месте с тем, данный способ обладает рядом несомненных преимуществ:

• Для сваркине требуется тяжелая техника;
• Сваривать полиэтиленовые трубы может бригада из 1 — 2 человек;
• Значительно ниже потребление электроэнергии (либо топлива) по сравнению со сваркой стальных труб. При применении так называемых “длинномерных труб” (на катушках или в бухтах) снижает количество сварных соединений в 50- 100 раз. Все это значительно ускоряет строительство трубопровода и снижает стоимость монтажа.

Способ стыковой сварки

Сварка встык — это способ, используемый для соединения труб и фитингов одного диаметра и толщины. В этом процессе свариваемые поверхности труб выравниваются таким образом, чтобы достигался идеальный контакт, затем нагреваются до температуры плавления. После этого расплавленные поверхности труб соединяются под давлением. Сварочное давление, температура и длительность регулируются таким образам, чтобы сохранить физические и химические свойства исходного материала.

Сварочный цикл можно разделить на следующие этапы:

• Оплавление торцов трубы;
• Нагрев;
• Удаление нагревателя из зоны сварки;
• Сварка;
• Охлаждение.

Перед началом сварки зоны соединения труб выравниваются с помощью электроторцевателя — инструмента для механической обработки торцов свариваемых труб. Инструмент выравнивает торцы труб под прямым углом относительно оси и удаляет все сколы и неровности сечения. Торцевание должно производиться до тех пор, пока стружка, образуемая в результате торцевания, начнет выходить непрерывной, ровной лентой.

Максимальные допуски по зазорам между свариваемыми поверхностями после торцевания указаны в таблице:

Далее свариваемые поверхности нагреваются до температуры плавления с помощью специаль­ного нагревательного элемента.

Оплавление торцов

Во время цикла «Оплавление» происходит образование первичного грата.

Нагрев трубы

Во время цикла «Нагрев» тепло распространяется вглубь материала. Давление на сва­риваемые части при этом близко к нулю (оно только обеспечивает контакт между торцами труб и нагревателем).

Затем нагревательный элемент удаляется из области сварки. Нагревательный элемент необходимо удалять так, чтобы не загрязнить и не повредить нагретые для сварки поверхности трубы. Контактные поверхности нужно быстро соединить, не допуская других соприкосновений. Время перехода должно быть настолько кратким, насколько это возможно, иначе нагретые поверхности застынут, что негативно повлияет на качество сварки.

Вывод нагревательного элемента

Цикл сварка

Во время цикла «сварка» образуется окончательный грат и молекулярные связи, обеспечивающие однородность соединения. Свариваемые части трубы соединяются под давлением равным давлению цикла «Оплавление торцов»

Охлаждение стыка

Во время заключительного цикла «Охлаждение» происходит осадка стыка и стык приобретает максимальную прочность.

После соединения должен появиться симметричный буртик. Одинаковый размер правого и левого буртика показывает правильность сварки. Различный размер буртиков показывает различные характеристики вязкости соединяемых материалов, то есть процедура сварки произведена неверно.

Расчет параметров сварки встык

Для расчета параметров сварки необходимо обладать следующими данными:

е — толщина трубы;Dn — номинальный (наружный) диаметр трубы;Di — внутренний диаметр (Dn — 2е);S — площадь сварки в мм², которую можно рассчитать по формуле:

• S = π(Dn² — Di²)/4, где π = 3,142;

Sc — площадь цилиндра машины в мм².

Также необходимо знать марку полиэтилена. Этот параметр необходим для правильного определения времени протекания циклов сварки.

Поскольку в расчетах задействован такой параметр, как площадь цилиндра машины для сварки ПЭ труб (Sc), рекомендуем использовать готовые таблицы с параметрами сварки для каждого вида и типоразмера труб. Эти таблицы обычно приводятся в инструкциях по эксплуатации машин для сварки ПЭ труб.

Приведенные ниже формулы для расчета давления циклов: «Оплавление стыка» и «Сварка» носят справочный характер.

Сварка круглых труб. Технология сварки труб электросваркой. Полезные рекомендации

Бытует мнение, что сварка труб – это довольно простая технологическая операция, с которой способен справиться даже новичок.

Действительно, казалось бы, что тут сложного. Детали довольно большие, соединяемые поверхности хорошо подогнаны друг к другу и обработаны, материал качественный. На первый взгляд, есть все необходимое для формирования эстетичного и прочного шва!

На практике, однако, выходит совершенно иначе. Процесс этот довольно труден, в особенности, если речь идет о формировании полноценного трубопровода, работающего под давлением. К работе с его сегментами привлекают лучших специалистов.

Почему так происходит? Как выполнить сварку с высоким качеством, не обладая значительным опытом? Каких советов и рекомендаций стоит придерживаться?

Основная технология

Наиболее распространенной и востребованной методикой является электродуговая сварка.

Да, у нее есть альтернативы в виде газовой сварки, но ее неоспоримые преимущества заключаются в простоте, минимальном наборе оборудования и результате, соответствующем самым строгим стандартам.

Даже при конструировании магистральных трубопроводов используется именно этот метод. Чтобы добиться высокого качества, необходимо отнестись к работе со всей ответственностью.

Выбор электродов

Соединение сегментов стальных трубопроводов должно вестись при помощи качественных расходных элементов, иначе вряд ли удастся достичь хорошего результата.

Например, если речь идет о выборе электродов, то лучшими считаются следующие модели:

• АНО-21 , АНО-24 и МР-3 . Функционируют на переменных токах. Допускается работа даже при мокрой обмазке. Стоимость изделий невысока, что объясняет их востребованность в быту, они идеально подходят для того, чтобы соединить конструктивные элементы ворот, теплиц и других конструкций небольшой массы, не испытывающих высоких нагрузок. Работа с трубопроводами, транспортировка среды в которых ведется под значительным давлением, не допускается.
• УОНИ . Качество сердечников заслуживает лестных отзывов даже со стороны профессиональных сварщиков, но они имеют минус – работа не может вестись с высокой скоростью. Необходимо постоянно следить за стабильностью дуги, шов наплавляется постепенно, так что у работника должен иметься определенный опыт взаимодействия с классическими электродами АНО и МР.
• Отлично для металлических труб подходят электроды LB-52U . Это японская разработка. Именно ей отдают предпочтение при реализации крупных проектов. Они формируют ровную и стабильную дугу, получаемый шов сочетает в себе прочность и эстетичность. Минус – довольно высокая стоимость, но подходят они и специалистам, и новичкам.

Сварка неповоротных стыков труб полуавтоматом. Технология сварки

Сварка поворотных стыков труб может осуществляться левым или правым способом.

Сварка труб в неповоротном положении имеет более сложную технологию. Во многом это зависит от того, каким образом свариваемые трубы расположены в пространстве и их диаметр.

Существующие расположения стыков:

1. В вертикальной плоскости. Ось трубы расположена горизонтально.
2. В горизонтальной плоскости. Ось трубы расположена вертикально.
3. Расположенные под углом.

Если трубы имеют размер стенок свыше трех миллиметров, то их сваривают посредством наложения слоев. Высота каждого из них не должна быть более четырех миллиметров. Если осуществляется сварка неповоротных труб дуговой сваркой, то ширина валика делается равной сумме 2-3 диаметров используемого электрода.

Наиболее рациональным является применение сваривания обратно-ступенчатым методом. При этом длина участка должна находиться в диапазоне 150-300 миллиметров. Сваривание осуществляется с помощью короткой дуги, величина которой равняется половине диаметра применяемого электрода.

Перекрытие швов, называемое замком, находится в зависимости от размера поперечного сечения труб, и обычно составляет 20-40 миллиметров. Играет роль при сварке труб положение электрода. Способ «углом назад» применяют в начале сварки, а «углом вперед» заканчивают ее.

Наиболее часто применяется сварка в три слоя. Сначала делается коренной шов, потом происходит заполнение кромок, а затем выполняется лицевой шов.

Сварку начинают с потолочного положения, расположенного внизу труб, а затем переходят к вертикальному и нижнему.

Первый слой выполняют, делая электродом возвратно-поступательные движения, задерживая при этом дугу над ванночкой, куда будет стекать расплавленный металл. Силу тока выбирают порядка 140-170 ампер. Необходимо следить, чтобы на свариваемый металл не попадали крупные брызги.

Чтобы в металле не возникло прожогов, сварку необходимо вести короткой дугой, не удаляя ее от ванны более, чем на пару миллиметров. Накладывать последующий слой следует таким образом, чтобы он перекрывал предыдущий. Электрод должен двигаться от одной кромки до другой, совершая поперечные колебания по принципу «полумесяц».

Сварка пнд труб встык. 3 Назначение технологии стыковой сварки

Сварка встык – один из трех способов сварки полиэтиленовыхтруб, обеспечивающих прочность сварного соединения не ниже прочности самой трубы. Два других способа – сварка с закладными нагревателями и сварка нагретым инструментом в раструб .

Технология стыковой сварки позволяет соединять трубы из любых термопластов I и II группы – ПЭ , ПП , ПВДФ , ПВХ и пр. Другими словами, из полимеров , которые при нагреве способны перейти в вязко-текучее состояние, а после остывания – снова затвердеть без существенного изменения физико-химических свойств.

Основное достоинство технологии стыковой сварки перед другими видами сварки пластиковых труб – в том, что для прокладки прямых участков трубопроводов не требуются расходы на соединительные детали; свариваются непосредственно отрезки труб.

Недостаток – в том, что, независимо от диаметра свариваемых труб, требуется строгое выполнение многочисленных требований технологии стыковой сварки, а сварка одного стыкового шва занимает сравнительно много времени.

Чем выше диаметр свариваемых труб, тем ощутимее превосходство достоинств технологии стыковой сварки над ее недостатками. Поэтому для диаметров ниже 63 мм сварка встык нагретым инструментом применяется очень редко. Что касается пластиковых труб диаметром выше 110 мм, то это, как правило, трубы из полиэтилена . Поэтому в подавляющем большинстве случаев технология стыковой сварки используется для соединения полиэтиленовых труб.

И наоборот, полиэтиленовые трубы в большинстве случаев соединяются по технологии стыковой сварки. Можно сказать, что «сварка полиэтиленовых труб» и «стыковая сварка труб» – почти синонимы.

Единственное ограничение – сварка стыковых швов не рекомендуется на безнапорных трубопроводах канализации из полимерных труб, т.к. на внутренней поверхности трубопровода в результате сварки стыкового соединения образуется валик оплавленного материала (т.н. грат), который может стать местом скопления твердых частиц и причиной засорения безнапорного трубопровода. Если внутренний грат срезается, то стыковые сварные соединения могут использоваться даже для прокладки канализации. Проблема в том, что на готовом трубопроводе факт удаления внутреннего грата практически невозможно проверить. Вероятно, поэтому основное «узаконенное» применение технологии стыковой сварки – монтаж напорных трубопроводов:

Наружные водопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СНиП 3.05.04-85* . Материал труб:
- Полиэтилен (ПНД), способы сварки – стыковая или раструбная (п.3.58. СНиП);
- ПВХ, соединение методом склеивания в раструб (п.3.62. СНиП).

В части технологии стыковой сварки полиэтиленовых труб СНиП 3.05.04-85* ссылается на один из первых Российских нормативных документов, в которых эта технология описана – ОСТ 6-19-505-79.

Наружные газопроводы из полиэтиленовых труб

Нормативный документ – СП 62.13330.2011 , который является обновленной версией СНиП 42-01-2002 . Речь идет только о подземных газопроводах (п.4.11 СП). Материал труб – только ПЭ, способы сварки полиэтиленовых труб – «…встык нагретым инструментом или при помощи деталей с закладными электронагревателями» (п.4.13 СП).

Здесь нет ни собственного описания технологии стыковой сварки, ни ссылки на другой нормативный документ. Зато собственная технология стыковой сварки полиэтиленовых труб описана в Газпромовском СТО 2-2.1-411-2010 .

Нефтепроводы из полиэтиленовых и полипропиленовых труб

Монтаж нефтепроводов из пластиковых труб подчиняется ВСН 003-88 Миннефтегазстроя. Материал труб – ПЭ или ПП, способы сварки – нагретым инструментом встык или в раструб (п.7.5.3.1. ВСН).

ВСН 003-88 содержит описание технологии стыковой сварки полиэтиленовых (ПНД) и полипропиленовых труб, сходное с самыми привычными в России технологиями DVS 2207-1 и DVS 2207-11 соответственно.

Технологические трубопроводы

Монтаж технологических трубопроводов из пластиковых труб подчиняется СНиП 3.05.05-84 . Трубы из полимерных материалов здесь собирательно называются «пластиковыми». Методы сварки не определены. Однако методы контроля качества сварки пластиковых труб здесь определены, в том числе, для стыковых соединений (п.4.23. СНиП).