Технологічний процес зварювання трубопроводів
Залежно від способу проведення робіт технології зварювання трубопроводів відносять до механічних, термічних і об'єднують обидва варіанти. Термічними є всі види зварювання плавленням дугою, плазмовим, газовим, лазерним та іншими способами. Клас термомеханічних зварювальних процесів поєднує контактне стикове зварювання з виконуваною за допомогою магнітокерованої дуги.
З механічних технологій для з'єднання труб застосовують способи проведення вибухом, а також тертям. Найширше застосування отримав технологічний процес зварювання магістральних трубопроводів дугою, що дозволяє з'єднувати труби в різних просторових положеннях. Причому швидкість руху електрода діаметром стику досягає 20 м/год в ручному зварюванні і 60 м/год при автоматизованому режимі. Можливість проведення дугового зварювального процесу під флюсом існує лише за здатності стику до обертання.
Способи зварювання труб
Використання механізованого зварювання є доцільним для монтажу секцій, що складаються з двох і більше труб великих діаметрів. У разі неможливості виконання автоматичного зварювання проводиться ручне дугове зварювання трубопроводів. У роботі з трубами малого діаметра ефективне зварювання автоматом з магнітокерованою дугою, що називається ще дугоконтактною.
Її відмінність від традиційного контактного стикового зварювання полягає в особливому методі нагрівання кромок, що з'єднуються. Воно проводиться за рахунок високошвидкісного обертання дуги дією магнітного поля вздовж периметра кромок труб, що стикуються.
До результативних різновидів зварювання технологічних трубопроводів відносять операції приєднання труб за допомогою порошкового дроту, що дозволяє домагатися примусового утворення шва. Захисні функції при цьому покладаються напорошкоподібний склад, що наповнює внутрішню порожнину металевого електродного дроту. У ході виконання робіт зварювальна головка з пристроєм, що формує, пересуваються під час кристалізації ванни вздовж кола стику труби знизу вгору.
Для зварювання сталевих трубопроводів знайшов застосування лазерний спосіб, що дозволяє розвивати швидкість до 300 м/год. А стиковим методом контактного зварювання можна проводити з'єднання труб в автоматичному режимі згідно з заданим алгоритмом програми з безперервним оплавленням. Причому зварювання одного трубопровідного стику середнього діаметра триває не більше 15 хвилин.
До проведення робіт з монтажу технологічною картою зварювання трубопроводів передбачено проходження трубами та іншими комплектуючими елементами контролю на відповідність необхідним параметрам стандартів з технічними умовами. З'єднуючі вироби повинні підходити формою до кінців труб, а скоси кромок бути виконаними відповідно до подальшого процесу зварювання певним способом.
Якщо встановлено невідповідності, необхідна спеціальна механічна обробка кромок, що зварюються, що передбачено нормами часу на зварювання. Мінімальних діаметрів труби обробляють шліфувальними машинами, труборізами, торцювальниками або фаскознімачами. Труби значних габаритів вимагають використання фрезерних машин або різання гідроабразивним методом. У разі необхідності, наприклад, для здійснення захльостування або врізання котушки, можлива термічна підготовка кромок різними методами, такими як повітряно-плазмове та газокисневе різання, застосування особливих електродів, що не вимагають попередньої механічної обробки.
Особливості зварювального процесу
Перш ніж починати складання труб, їх спочатку очищають, витягуючи з внутрішньоїобласті бруд, землю та сніг. Після цього проводять зачистку до блиску металу (більш ніж на 1 см) частин труби, що примикають до кромок, з самими кромками, а також деталей для з'єднання. На таку ж відстань від стику потрібно правилами зварювання трубопроводів шліфування примикає до кінця труби, що примикається, відрізка посилення її зовнішнього шва, виконаного на заводі.
Зазвичай заводські труби поставляються з обробленими кромками під виконання ручного дугового зварювання. Однак для трубопровідних магістралей значних діаметрів необхідне особливе оброблення під виконання внутрішнього підварювального шва.
У складанні труб потрібно суворо дотримуватись перпендикулярності трубопровідних осей зі стиками з відхиленням не більше ніж у 2 мм. При цьому зазор повинен бути рівномірним на всій довжині периметра з'єднання, а можливі зміщення кромок і поздовжності заводських швів відповідати нормам допустимих величин, встановлених до зварювання трубопроводів високого тиску або розподільних магістралей. За відсутності можливості відповідності нормативним значенням необхідний додатковий контроль отриманого з'єднання дома стику з допомогою ультразвуку.
У регулюванні термічного процесу зварювання труб важливою частиною технології служить попередній підігрів, що істотно впливає на характеристики та структуру одержуваного шва. У дуже швидкому охолодженні металевого розплаву можливе утворення гартових структур у ньому та холодних тріщин у шві, переважно це стосується зварювання нержавіючих трубопроводів, досить чутливих до впливу температурних режимів.
Регулюють швидкість охолодження ділянки термообробки, задаючи її первинну температуру за допомогою попереднього розігрівання. Його здійснюють спеціальнимипристроями, рівномірно нагріваючи кромки по всій довжині периметру, що зварюється, на ширину близько 7,5 см вліво і вправо від шва.
Операція зварювання ведеться з поперечними коливальними рухами електродів у напрямку знизу нагору. Відстанню, що розділяє стик частин труб, визначається амплітуда цих коливань. Роботи на устаткуванні для зварювання поліетиленових трубопроводів за допомогою газозахисних електродів під час обробки кореня шва виробляють без використання коливальних рухів. В даному випадку електродним краєм упираються в кромки труб, що приварюються.
Популярна потоково-розчленована методика зварювання труб передбачає обробку одним зварником окремої ділянки шва. З кількості задіяних робочих кожному стику, визначається розташування з довжиною швів. Якщо з'єднання труби виробляють двоє, то зварювання, яке вони виконують уздовж периметра, повинно виконуватися знизу вгору від початку в протилежних напрямках.