Особенности сварки трубопроводов
Сварка металлических труб характеризуется своими особенностями, поскольку чаще всего эти конструктивные элементы работают под давлением, что не может не накладывать определенный отпечаток на условия качества сварочных работ. Выбор трубы под сварку осуществляют по внутренним диаметрам. Первую группу составляют трубы, расхождение которых по внутреннему диаметру не превышает 1%, но наряду с тем оно не может быть меньше 2 миллиметров.
Концы труб под сварку механическим способом (фрезой, резцом или абразивным кругом) разделываются и обрабатываются (обрезаются, снимаются фаски). Для обработки труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей могут использоваться воздушно-дуговая или газовая резка с дальнейшей зачисткой кромок абразивным или режущим инструментом до удаления всех остающихся следов термической резки.
Сортировка труб по толщине и диаметрам стенок при прокладке магистральных трубопроводов производится централизованным методом в заготовительных цехах, прирельсовых складах иди трубосварочных механизированных базах, которые размещены по трассе. Непосредственно перед сваркой сортировка труб производится в том случае, если по это сделать по каким-либо причинам невозможно. Как правило, магистральные трубы свариваются в звенья. Трубы тщательным образом очищают от комьев грунта, камней, грязи и других загрязнений, попавших внутрь, а после этого концы труб подготавливают к сварочным работам.
Торцы, скошенные кромки, а также поверхности, которые прилегают к ним, очищают от масла, грязи и окалины. Перед тем, как осуществлять сборку, нужно проверить, насколько правильно подготовлены кромки, и зачистить их до металлического блеска. В подготовку под сварку предусматривается выправка концов труб, деформировавшихся при перевозке, проверка формы, состояние кромок и их совпадение, центрирование труб, проверка правильности зазоров, которые были выставлены.
При централизованном изготовлении секций (звеньев) диаметром минимум 168 миллиметров в механизированных мастерских преимущественно применяется автоматическая сварка поворотных стыков под слоем флюса на полевых или полустационарных установках. Габариты транспортных средств, используемых для доставки звеньев к укладочному месту, а также вес труб влияют на то, сколько таких труб будет в звене. Как правило, в звенья сваривают от 4 до 8 труб.
В отдельных случаях при изготовлении звеньев непосредственно на трассе применяется электроконтактная (оплавление кромок стыкуемых труб) и газопрессовая сварка (для трубопроводов из низколегированных и малоуглеродистых сталей), в которых по эксплуатационным условиям может быть допущено стыковое утолщение до 50 процентов толщины стенки с внутренней части трубопровода. В определенных случаях для сварки неповоротных и поворотных стыков труб разных диаметров с толщиной стенок, превышающей 3 миллиметра, может применяться дуговая сварка ручного режима. Допуск ручной дуговой сварки может осуществляться для соединения труб диаметром до 114 миллиметров, со стенками толщиной до 5 миллиметров, при рабочем давлении во внутренней части трубопровода до 8 атм.
Правильное взаимное фиксированное расположение стыкуемых деталей и труб, а также свободный доступ к выполнению сварочных работ являются секретом успешной сборки стыков или секций трубопроводов. Для фиксации труб больших диаметров могут использоваться стяжечные приспособления. Трубы малых диаметров (до 100 миллиметров включительно) собирают с полным проваром корня коренного шва и с прихваткой. Для определения высоты прихватки берется толщина стенок трубы, а ее значение должно превышать 5-8 мм пи толщине стенки более 10 миллиметров и 3 мм при толщине стенки до 10 метров. Те же электроды, которыми варится коренный шов, используются для выполнения прихватки.
К качеству прихватки должны предъявляться те же самые требования, что и к основному шву сварки. Если при внешнем осмотре обнаруживаются трещины и поры, удаление прихватки должно быть механическим. Выполнение сборки труб допускается из низколегированных и низкоуглеродистых сталей с помощью приваривания к ним технологических накладок или пластин, удаляющихся по мере заполнения шва механическим способом.
Ось трубы при сварке поворотных стыков располагают вертикально или горизонтально. На рисунке показана двухповоротная сварка, которая выполняется при затрудненном вращении стыка.
Сварка стыка труб при следующих диаметрах: до 200 мм – А; 200-500 мм – Б; более 500 мм – В; 1-6 – последовательность (порядок) положения участков слоя. О методах контроля над сварными соединениями, использующихся сегодня, можно прочитать в соответствующем разделе этой книги.
Окружность стыка при сварке труб диаметром до 200 миллиметров на стеллажах разделяют на две одинаковые части. Любой слой шва начинают снизу при смещении на 20-30 миллиметров от нижней точки трубы. Перекрывать конец шва необходимо на 20-30 миллиметров. При сварке на стеллажах стыки труб диаметром 200-500 мм разбивают на три-четыре участка и сваривают, начиная с нижней точки по направлению вверх, при этом каждый участок поворачивают, вертикально его располагая. Заваривание второго слоя осуществляют равными половине длины окружности участками, сначала с одной, а потом с другой стороны стыка снизу вверх. Сваривание последующих слоев осуществляют подобно второму, однако при условии, что угол поворота трубы должен составлять 180° или начальная точка сварки должна на 50-60 мм смещаться от начала предыдущего слоя.
Послеоперационная проверка качества сварных работ производится вне зависимости от вида сварки при сборке, наложении швов и прихватке.
