Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология сварочно монтажных работ

Технология сварочно монтажных работ

01.04.2016 23:42 — дата обновления страницы

г. С аратов

поддержка проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку! И мы разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на e-mail

Сварочно-монтажные работы выполняют для соединения отдельных труб в непрерывную нитку магистрального трубопровода. При ; сооружении магистральных трубопроводов наиболее распространена базовая схема организации сварочно-монтажных работ. По этой схеме отдельные трубы вначале поступают на сварочные базы, где путем сварки трех труб получают трубные секции длиной обычно 36 м. Затем трубные секции доставляют на трассу сооружаемого участка , трубопровода и раскладывают параллельно осевой линии трассы. Труб-ные секции соединяют с помощью сварки в непрерывную нитку трубопровода длиной до 25-30 км. Полученные подобным образом длинные плети трубопровода после изоляции укладывают на дно траншеи, засыпают грунтом и затем уже в траншее соединяют между собой (выполняют так называемую сварку захлестов). Такова в общих чертах схема организации сварочно-монтажных работ.

При сооружении магистральных трубопроводов применяют в ос новном два вида электродуговой сварки: ручную и автоматическую под слоем флюса. Все большее распространение получает высокомеханизированная и высокопроизводительная электроконтактная сварка оплавлением, совершенно исключающая применение ручной сварки. Перспективны методы механизированной сварки неповоротных сты ков труб непосредственно на трассе — автоматическая сварка в среде защитных газов на установках типа «Дуга» и автоматическая сварка порошковой проволокой с принудительным формированием сварного ^jea на установках типа «Стык». Изучаются возможности применения дЛя сварки труб электронно-лучевой, сварки (ЭЛС), сварки лазерным лучом, процессов пайки труб взамен сварки.

Вначале дадим краткую характеристику методов сварки труб магистральных трубопроводов.

Ручная электродуговая сварка — процесс получения неразъемного соединения элементов стальных конструкций, в том числе и трубных, за счет расплавления кромок элементов теплом электрической дуги и последующего образования сварного шва за счет затвердевания расплавленного металла. Ручным такой вид сварки называют потому, что все операции по перемещению и поддержанию горения дуги выполняют вручную. Из физики известно, что если два электрода присоединить к плюсу и минусу и постепенно их. сближать, то при достижении определенного расстояния между торцами электродов возникает непрерывный электрический разряд, называемый дугой. В принципе электродуговую сварку можно проводить как на переменном, так и на постоянном токе. Однако в полевых условиях сварку труб магистральных трубопроводов ведут только на постоянном токе. В качестве источников постоянного сварочного тока используют специальные сварочные генераторы и сварочные выпрямители (на сварочных базах). Сварочные генераторы имеют привод от дизельных двигателей внутреннего сгорания (реже от карбюраторных). Для удобства перемещения вдоль трассы строящегося трубопровода сварочный генератор с приводом, называемый сварочным агрегатом, устанавливают на тележку с пневмоколесами. Широко используют также самоходные сварочные агрегаты, одновременно питающие током два или четыре сварочных поста. Сварочные генераторы в этом случае устанавливают на гусеничных тракторах, приводом сварочных генераторов служит двигатель трактора. Сварочные генераторы используют однопластовые (для питания одного сварочного пласта) и многопластовые (для питания двух и более сварочного поста) . Сварочный пост для ручной электродуговой сварки оборудуют источником питания дуги (сварочным агрегатом), двумя электрическими кабелями с прочной изоляцией. Один из кабелей оснащен на конце электрододержателем клещевого типа. Электрододержатель предназначен для крепления и подвода тока к электроду. Второй кабель от источника сварочного тока присоединяют к свариваемой трубе с помощью специального зажима. Рабочий-сварщик перемещает электрододержатель вдоль линии сварного шва, поддерживает необходимую длину дуги и формирует сварной шов, соединяющий две трубы. Для ручной электродуговой сварки применяют специальные сварочные электроды. Каждый электрод состоит из стального стержня диаметром 3-5 мм, изготовленного из малоуглеродистой проволоки с низким содержанием вредных примесей — серы и фосфора, и специального покрытия на поверхности стержня. Покрытие электродов имеет многоцелевое назначение: защита металла сварного шва от проникновения из воздуха азота и кислорода, значительно повышающих хрупкость сварного шва; обеспечение стабильного горения дуги во всех положениях сварного шва; легирование металла сварного шва и ряд других функций. В связи с этим электродные покрытия имеют достаточно сложный состав. При термическом разложении компонентов в зоне дуги образуются окислы, формирующие шлак,; и газообразные окислы (углекислый газ). Шлак и газы выполняют; функции по защите жидкого металла от окисления и насыщения азотом. Введенные в состав покрытия ферросплавы (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан) раскисляют и легируют металл шва, улучшая его качество. Соли калия, натрия или кальция, введенные в состав покрытия, стабилизируют горение дуги. По составу покрытия сварочные электроды разделяют на фтористокальциевые, с органическим покрытием (целлюлозные), рутиловые. Для сварки магистральных ‘ трубопроводов используют первые две группы электродов. Электроды с фтористокальциевым покрытием обеспечивают высокую устойчивость сварных соединений против хрупкого разрушения (высокий уровень ударной вязкости при нормальной и низких температурах). ч Однако этими электродами трудно выполнить доброкачественный первый (корневой) слой сварного шва, сварку неповоротных стыков трубопроводов можно вести только методом «снизу вверх» при малой скорости сварки (5-10 м/ч). Поэтому для сварки корневого слоя ! шва труб магистральных трубопроводов используют электроды с целлюлозным покрытием, которые, хотя и не обеспечивают высокого уровня ударной вязкости, соответствующего электродам с фтористокальциевым покрытием, позволяют выполнить корневой слой сварного шва с хорошим качеством методом «сверху вниз» при скорости до 15-20 м/ч. В качестве преимуществ ручной электродуговой сварки можно указать возможность выполнения сварки неповоротных стыков трубопроводов, т.е. без необходимости вращения труб, и менее жесткие требования к подготовке свариваемых труб к сварке по сравнению с автоматическими методами сварки. Однако ручная сварка отличается высокой трудоемкостью, привлечением для ее выполнения большого числа высококвалифицированных сварщиков, чтобы обеспечить необходимый темп ведения сварочно-монтажных работ. В настоящее время объем применения ручной электродуговой сварки при сооружении магистральных трубопроводов большого диаметра среди других методов сварки достигает почти 47 %. В двенадцатой пятилетке предполагается снизить объем применения ручной электродуговой сварки при сооружении магистральных трубопроводов большого диаметра до 30 %. Это позволит выполнить возрастающие объемы сварочно-монтажных работ при сооружении магистральных трубопроводов в двенадцатой пятилетке практически без увеличения численности высококвалифицированных сварщиков.

Автоматическая электродуговая сварка была впервые разработана в нашей стране в 30-е годы под руководством академика Е.О. Патона и с 1948 г. применяется при сооружении магистральных трубопроводов. Автоматической эта сварка называется потому, что основные процессы сварки подачи проволоки в зону дуги и поддержание необходимой длины дуги выполняются автоматически, без вмешательства оператора-сварщика. Вторая особенность этого вида сварки связана с тем, что дуга горит под слоем специального флюса, т.е. сварка ведется закрытой дугой. Сварка закрытой дугой под флюсом обеспечивает качество сварного шва, хорошее формирование поверхности шва при высокой скорости сварки до 60-10О м/ч. Высокая скорость сварки при хорошем защитном действии флюса связана с использованием большой силы сварочного тока — до 1000 А. Сварочный электрод в этом случае представляет сварочную проволоку, непрерывно подаваемую в зону горения дуги из бухты с помощью подающих роликов, а перемещение дуги вдоль шва выполняется за счет вращения свариваемых труб механизированным способом. Автоматическая сварка под флюсом труб магистральных трубопроводов выполняется сварочными головками. Преимущества автоматической сварки под флюсом — высокая скорость сварки при хорошем качестве сварного шва и соединения. Однако автоматическую сварку под флюсом можно выполнять только в нижнем положении, что достигается вращением труб. Кроме того, автоматической сваркой невозможно выполнить корневой слой шва. Поэтому, автоматическую сварку выполняют по готовому шву, наложенному ручной или другими методами сварки. В связи с этим автоматическую сварку под флюсом применяют для соединения трех отдельных труб в секции с вращением свариваемых труб на сварочных базах. Для автоматической сварки применяют сварочную проволоку диаметром 2-4 мм, заряжаемую в кассету сварочной головки, и флюсы. Причем используют так называемые плавленые флюсы, которые получают путем смешивания и последующего расплавления исходных тонкоизмельченных компонентов (песка, известняка, ферросплавов и др.). Полученную жидкую однородную массу после ее затвердевания подвергают измельчению (грануляции). Все плавленые флюсы — зернистый материал с размером зерен от 1,6 до 3 мм. Флюс в процессе сварки непрерывно поступает из бункера сварочной головки в зону Дуги и укладывается слоем толщиной примерно 40-50 мм, защищая сварочную дугу. Излишек флюса ссыпается с трубы в сборные противни и используется повторно.

Читать еще:  Технологическая карта по сварке трубопроводов

Для соединения трех труб в секции с помощью автоматической сварки организуют специальные сварочные базы, расположенные недалеко от трассы сооружаемого трубопровода и обслуживающие каждая определенный участок трассы (обычно от 20 до 60 км). В настоящее время используют два вида сварочных баз: базы с применением полевых автосварочных установок (ПАУ) полумеханизированные и базы для двухсторонней автоматической сварки типа БТС полностью механизированные. Полумеханизированная база полевого типа состоит из двух основных стендов: сборочно-сварочного стенда (или трубосборочной линии) и собственно установки для автоматической сварки под слоем флюса типа ПАУ. На сборочно-сварочном стенде выполняют сборку секции из трех отдельных труб и сварку первого (корневого) слоя шва. Сварку первого слоя шва обычно выполняют вручную. Центровка и сборка труб осуществляются с помощью специального приспособления — внутреннего центратора. Собранная и сваренная корневым слоем трубная секция подается путем перекатывания по направляющим из труб на стенд (установку) автоматической сварки. Эта установка состоит из рамы, на которой смонтированы продольные и поперечные ролики. Продольные ролики конической формы с обрезиненными опорными поверхностями служат для продольного перемещения трубной секции за счет вращения части роликов, называемых приводными. Поперечные цилиндрические ролики с обрезиненной рабочей поверхностью служат дня вращения трубной секции при сварке со скоростью 18-100 м/ч. Автоматическая сварка под слоем флюса производится двумя сварочными головками (одновременно двух стыков). После окончания сварки готовая секция подается на площадку готовой продукции, где выполняют внешний осмотр сварных стыков и их контроль неразрушающими методами путем просвечивания рентгеновскими или гамма-лучами или магнитографическим методом в объеме, предусмотренном действующими нормами. Применяют полумеханизированные базы: ПАУ-601 (для сварки труб диаметром до 720 мм при силе, сварочного тока до 600 А) и ПАУ-1001 (для сварки труб диаметром до 1420 мм при силе сварочного тока до 1000 А). Установки ПАУ-601 оснащают двумя сварочными головками СГФ-601, находящимися на открытом воздухе, а установки ПАУ-1001 — двумя сварочными головками ГДФ-1001, смонтированными в закрытых кабинах, перемещающихся по рельсовому пути. Преимуществом полумеханизированных полевых баз является относительная их мобильность, легкость перебазировки, а недостатком — частичное применение ручного труда. Механизированные базы типа БТС лишены этого недостатка, так как все операции на них механизированы. На этих базах предусмотрена двухсторонняя (наружная и внутренняя) сварка стыков труб автоматической сваркой под слоем флюса. Для этого кромки труб на базе специальным образом обрабатывают на металлорежущем станке с образованием двухсторонней (Х-образной) разделки с большим притуплением кромок. Существуют три типа полностью

Рис. 32. Трубосварочная база БТС-143: 1 — магазин труб; 2 — стенд для обработки кромок труб; 3 — стенды для сборки и сварки двухтрубных секций; 4 — компрессор; 5 — электростанция или трансформаторная подстанция; 5 — стенд для сборки и сварки трехтрубных секций; 7 — блок питания; 8 — вспомогательный блок; I — к стенду контроля сварных стыков

механизированных баз: БТС-142 (для изготовления секций из двух труб длиной 24 м), БТС-142В и БТС-143 (для изготовления как двухтрубных, так и трехтрубных секций). База БТС-143 (рис. 32) состоит из трех стендов: обработки кромок труб перед сваркой, сварки двухтрубных секций и сварки трехтрубных секций. Трубы, поступившие с завода, после осмотра и отбраковки помещают в накопителе (магазин труб), откуда они поступают на стенд обработки кромок. Обработку кромок выполняют сразу двумя станками на двух трубах. Станки- жестко закрепляют на торцах труб и головки с резцами обрабатывают кромки труб. Крайнюю из обработанных труб подают в конец стенда для сварки секций из двух труб. Затем к этой трубе с помощью внутреннего центратора пристыковывают вторую трубу с обработанными кромками и выполняют сварку наружных и внутренних слоев сварного шва автоматической сваркой под флюсом. В это же время обрабатывают кромки третьей трубы и подают ее на стенд для сварки трехтрубной секции. Затем на стенд подают двухтрубную секцию, пристыковывают ее к третьей трубе и выполняют сварку наружных и внутренних слоев сварного шва. Полученную трехтрубную секцию перемещают на площадку готовой продукции, и технологический процесс на базе повторяется. Механизированные базы обеспечивают на трубах размером 1420 х 16,5 мм сварку от 3,5 (для базы БТС-142) до 6 (для базы БТС-143) стыков в час. При длине труб в 12 м за восьмичасовую рабочую смену эти базы дают от 500 до 850 м трубных секций.


форсунок в ультразвуковых ваннах и на стендах

Сварочно – монтажные работы

Сварочно – монтажные работы являются одной из основных технологических операций при сооружении трубопроводов.

Качественное выполнение этих работ определяет конечное качество сооружения и его эксплуатационную надежность.

Во всех странах мира, в том числе и в России применяют двухстадийную схему выполнения сварочных работ. На первой стадии отдельные трубы с заводской длиной 12 м и менее на трубосварочных базах сваривают (с поворотом) в 24, 36 и даже 48 метровые секции.

На второй стадии из этих длинномерных секций сваривают непрерывную нить трубопровода.

Условие строительства трубопровода определяет применение различных видов сварки. Наряду с дуговыми методами успешно применяют электроконтактную сварку в промышленных масштабах. При этом в качестве сварочного материала применяется самозащитная порошковая проволока.

В целом методы сварки трубопровода можно разделить на две группы

1. Сварка плавлением.

2. Сварка давлением.

При сварке плавлением металлы соединяют вследствие совместного расплавления кромок свариваемых изделий и присадочного материала (электрода) В их последующей совместной кристаллизации. При этом дополнительные механические усилия для перемещения кромок не требуется.

Широкое применение в трубопроводном строительстве нашли следующие методы электродуговой сварки плавлением:

— Автоматическая ЭДС под флюсом.

— Полуавтоматическая и автоматическая в среде защитного (углекислого) газа.

Сварка давлением осуществляется в результате нагрева кромок свариваемых изделий и последующего сближения свариваемых поверхностей под действием усилия, приложенного вдоль оси труб.

Ручная электродуговая сварка

РЭДС применяется во всех пространственных положениях свариваемых изделий. Его можно сварить, как поворотные стыки труб (при вращении собранных секций), так и неповоротные. Все это является преимуществом такой сварки.

Читать еще:  Технология сварка труб ручной дуговой сваркой

Недостатком РЭДС является низкая производительность (скорость сварки 5 – 10 м/ч) и то, что качество сварки зависит от квалификации сварщика.

Сварка поворотных стыков от неповоротных отличается тем, что свариваемые трубы вращаются вокруг продольной оси, а сварка все время ведется в наиболее удобном положении. Трубу при этом поворачивают на 30º — 90º.

Ручную сварку поворотных стыков ведут на сварочных базах.

На сварочных базах широкое распространение получили полуповоротная сварка, выполняемая двумя сварщиками. Сначала сваривают участки 1 и 2, затем трубы, поворачивают на 90° и сваривают на участках 3 – 4.

Автоматическая электродуговая сварка

При автоматической сварке автоматизируется подача электродной проволоки в дугу и перемещение дуги в направлении сварки.

Флюс защищает зону дуги и расплавленный металл от насыщения азотом и кислородом воздуха, способствует хорошему формированию качественного шва.

Подготовка труб к сварке и сборка стыков труб

Перед сборкой стыков трубы должны быть специально подготовлены, т.е. концы их очищены от грязи, льда (в зимнее время) и грунта, кромки труб выправлены, так как при транспортировке и погрузочно – выгрузочных работах возможно образование вмятин на концах труб и овальности. Для выправки местных вмятин применяют специальные гидравлические домкраты. Если на концах труб имеются глубокие вмятины и трещины, дефектные концы следует обрезать.

При электродуговой сварке внутреннюю и наружную поверхность концов труб на длине не менее 10 мм необходимо тщательно очистить от ржавчины (до металлического блеска).

К электроконтактной сварке трубы должны быть предварительно подготовлены, т.е. концы их на некотором расстоянии по всему периметру должны быть зачищены для подвода тока через медные контактные башмаки.

Сборка труб при электродуговых методах сварки осуществляется с помощью специальных центраторов, наружных и внутренних.

При прессовых методах сварки (электроконтактная, дугоконтактная и др.) стыки труб собирают в специальных сварочных головках.

Электрическая контактная сварка

При электроконтактной сварке обязательно применение механических усилий (осадочные давления) для сближения кромок свариваемых изделий на расстояние действия межатомного взаимодействия. Зона сварки труб нагревается за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического переменного тока через контакт между свариваемыми трубами.

Различают два технологического варианта стыковой электроконтактной сварки:

1) Сварка сопротивлением.

2) Сварка оплавлением.

Электроконтактная сварка сопротивлением осуществляется при нагреве торцов труб до пластического состояния (температура в зоне контакта 1200 – 1300 ºС) с последующей осадкой (при Рос= 40÷100 МПа).

Вследствие, плохой защиты от окисления кислородом воздуха сварные соединения, выполненные электроконтактной сваркой сопротивлением, отличаются малой пластичностью и низкой ударной вязкостью. Требуется тщательная обработка и точная подгонка свариваемых поверхностей.

Электроконтактная сварка оплавлением заключается в том, что торцы труб перед их осадкой нагревают до температуры выше температуры точек плавления металлов (оплавления), затем дают осадку труб не менее 10 – 15 мм/сек.

Качество сварных соединений труб при электроконтактной сварке оплавлением выше, чем при сварке сопротивлением.

Производство сварочно – монтажных работ

Различают три метода производства сварочно – монтажных работ при сооружении магистральных газонефтепроводов:

  1. Непрерывного наращивания.
  2. Поточно – расчлененный.
  3. Базовый.

Метод непрерывного наращивания заключается в следующем:

— На трассу будущего трубопровода доставляют отдельные трубы и раскладывают их вдоль бровки траншеи.

— При сборке стыков трубы укладывают на земляные валики. Затем каждую трубу методом неповоротной сварки присоединяют к предыдущей.

При таком методе наиболее эффективным являются различные виды прессовой сварки.

Поточно – расчлененный метод предусматривает расчленение операции при подготовке, сборке, сварке стыков, где каждую операцию выполняют специальные звенья.

Базовый метод предусматривает следующую схему ведения сварочно – монтажных работ: трубы, доставленные ж/д транспортом с заводов разгружают и укладывают в штабеля. Затем трубовозами их доставляют на базы, где монтируют в секции. Наиболее целесообразна секция длиной 36 м (3 х 12). Затем секции труб специальными трубовозами доставляют непосредственно к бровке траншеи, где методом непрерывного наращивания их соединяют в плети.

Каждая сварочная база обслуживает участок от 10 до 40 км. При окончании работ база перемещается на следующий участок.

Сварочно-монтажные работы

Сварочно-монтажные работы выполняют для соединения отдельных труб в непрерывную нитку магистрального трубопровода. При производстве сварочно-монтажных работ приняты две основные схемы их организации:

1) сварка отдельных труб длиной 6 и 12м на трубосварочной базе в трубные секции длиной 24 или 36 м с последующей их доставкой на трассу сооружаемого участка;

2) вывоз отдельных труб непосредственно на трассу, где их и сваривают.

При строительстве магистральных трубопроводов применяют, в основном, электродуговую сварку.В этом случае к трубе и к электроду подведены разноименные электрические заряды. При приближении электрода к трубе на определенное расстояние возникает непрерывный электрический разряд, называемый дугой.От тепла электрической дуги металл свариваемых деталей и электрода плавится. При этом металл электрода формирует сварочный шов, упрочняющий место сварки.

В полевых условиях сварку труб магистральных трубопроводов производят с использованием сварочных генераторов— источников постоянного тока. Сварочные генераторы работают от дизельных или карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Для удобства перемещения вдоль трассы строящегося трубопровода сварочный генератор устанавливают на тележку с автомобильными колесами. Широко используют также самоходные сварочные агрегаты, представляющие собой сварочный генератор, установленный на гусеничном тракторе; при этом приводом генератора является двигатель трактора.

Различают ручную и автоматическую электродуговую сварку.

Сварочный пост для ручной электродуговой сваркиоборудуют источником питания электрической дуги (сварочным генератором) и двумя электрическими кабелями с прочной изоляцией, на конце одного из которых находится электрододержатель клещевого типа. Электрододержатель предназначен для крепления и подвода тока к электроду. Второй кабель от источника сварочного тока присоединяют к свариваемой трубе с помощью специального зажима. Рабочий-сварщик перемещает электрододержатель с закрепленным в нем электродом вдоль линии соприкосновения труб и формирует сварочный шов. Каждый электрод состоит из стального стержня диаметром 3. 5 мм, изготовленного из малоуглеродистой проволоки, и специального покрытия на поверхности стержня. Покрытие электродов предназначено для достижения сразу нескольких целей: а) для защиты металла сварного шва от проникновения в него из воздуха азота и кислорода, что значительно повысило бы хрупкость шва; б) для обеспечения стабильного горения дуги; в) для легирования металла сварного шва и т.д. В связи с этим электродные покрытия имеют достаточно сложный состав.

Достоинствами ручной электродуговой сварки является возможность сварки неповоротных стыков трубопровода (т.е. отсутствует необходимость вращения труб) и менее жесткие требования к подготовке труб к сварке, чем при ее выполнении другими способами.

Автоматическая электродуговая сваркабыла разработана в нашей стране в 30-е годы и применяется при сооружении магистральных трубопроводов с 1948 г.

При автоматической сварке применяют не отдельные электроды, а сварочную проволоку диаметром 2. 4 мм, которая подается к месту сварки из бухты. Никакого покрытия проволока не имеет. Вместо этого к месту сварки из бункера сварочной головки непрерывно поступает и укладывается слоем толщиной 40. 50 мм специально приготовленный зернистый материал — флюс. Слой флюса играет ту же роль, что и покрытие электродов.

Читать еще:  Технологическая инструкция по ручной дуговой сварке

Сварка закрытой дугой под флюсом обеспечивает хорошее качество сварного шва, несмотря на высокую скорость ее выполнения — 60. 100 м/ч. Однако автоматическую сварку под флюсом можно выполнять только в нижнем положении, что достигается вращением труб — то есть на трубосварочных базах. Однако и здесь автоматическую сварку применяют только после того как трубы будут «прихвачены» друг к другу, т.е. когда ручной сваркой выполнен самый первый (корневой) шов.

До начала сварочных работ проводят подготовку кромок труб: их зачистку и разделку кромок. Зачистканеобходима во избежание образования большого числа пор в сварном шве. Заключается зачистка в том, что торцовую часть каждой трубы на длине около 1 м очищают от грязи, наледи и снега. Кроме того, на расстоянии 10. 20 мм от торца трубы наружную и внутреннюю поверхности труб, а также их кромки очищают от окалины, ржавчины и грязи до металлического блеска стальными щетками или портативными шлифовальными машинками с абразивными кругами. Разделка кромокзаключается в снятии фаски различной формы с торцов труб с целью обеспечения их полного провара. Разделка может быть односторонней, выполняемой с внешней поверхности трубы (ее делают на заводах по производству труб), и двусторонней, выполняемой снаружи и изнутри.

При сборке стыков труб необходимо обеспечить их соосность, совпадение внутренних кромок и сохранение необходимых зазоров. Для этого при проведении сборочно-центровочных операций применяют специальные устройства — внутренние или наружные центраторы. Наиболее качественную сборку стыков обеспечивает применение внутренних центраторов(рис. 19.10). Они снабжены специальным распорным механизмом, выравнивающим кромки труб. Достоинством внутренних центраторов является то, что стык открыт снаружи и поэтому можно вести сварку без предварительной прихватки. Если центратор достаточно мощный, то с его помощью можно даже устранить овальность концов труб. Внутри труб внутренний центратор перемещают вручную с помощью длинной штанги, либо с использованием электродвигателя.

Наружные центраторы(рис. 19.11) применяются в тех случаях, когда невозможно применение внутренних (например, при сварке захлестов). Они представляют собой многозвенную конструкцию, охватывающую торцы обеих труб снаружи. Стыки, собранные с помощью наружных звенных центраторов, фиксируют с помощью коротких швов длиной 60. 80 мм, называемых прихватками, после чего наружный центратор снимают со стыка и накладывают сплошной шов.

С 1952 г. на строительстве магистральных трубопроводов применяется электроконтактная стыковая сварка оплавлением.Она предусматривает нагрев торцов труб до высокой температуры и их последующее соединение под воздействием осевого сдавливания. Преимуществом электроконтактной сварки является ее высокая производительность, поскольку сварное соединение в данном случае образуется сразу по всему периметру стыка в течение 5. 10 мин. При электродуговой же сварке сварное соединение формируется последовательным наложением нескольких слоев шва по периметру трубы.

Рис. 1910. Общий вид внутреннего центратора ЦВ-102:

1 — рамки; 2 — рама; 3 — центрирующий механизм; 4 — гидрораспределитель; 5 — штанга; 6 — опорные колеса; 7 — поршневой насос; 8 — электродвигатель постоянного тока; 9 — обратный клапан; 10 — предохранительный клапан

Рис. 9.11. Наружный многозвенный центратор:

1 — натяжной винт; 2 — крестовина; 3 — накидной замок; 4 — рамки; 5,6- звенья

Основой установки для электроконтактной сварки являются кольцевые трансформаторы, устанавливаемые на торцы свариваемых труб. Кроме того, в состав установки входят механизмы центровки труб, равномерного подвода тока, перемещения труб в процессе оплавления, а также снятия частиц затвердевшего металла (грата) с внутренней и наружной поверхности труб. Все перечисленные операции выполняют передвижные комплексы «Север».

Недостатком электроконтактной сварки являются более жесткие требования к торцам труб (меньшие допуски по овальности, разностенно-сти и др.), чем при электродуговой и автоматической сварке.

К перспективным методам сварки труб относятся сварка лазером, трением, взрывом и т.д.

Технология сварочно-монтажных работ

Процесс сварки трубопровода в непрерывную нитку при помощи комп­лекса «Стык 1» производят двумя методами.

Первый метод предусматривает применение центратора. Сварка непово­ротных стыков трубопровода с принудительными формированием произво­дится следующим образом (рис. 7.6). Отдельные трубы или секции 1 со стан­дартной или специальной разделкой собирают при помощи внутреннего центратора, который имеет медную подкладку 8. В верхней части стыка де­лают прихватку ручной сваркой в месте отсутствия медных подкладок. Затем по обе стороны стыка устанавливают автоматы, соединяя клещевой захват­кой с помощью гидравлической системы. Сварочный автомат, состоящий из

Рис. 7.6. Сварка неповоротных стыков трубопроводов с принудительным
формированием шва

тележки 3, подающего механизма 4, кассеты с проволокой 5 устанавливают в нижней части стыка (надире) и перемещают по направляющей 2 к зениту. В зазор, образованный кромками свариваемых труб, медной подкладкой, перемещающимся ползуном 7, подается порошковая проволока 6. Сварку второй половины стыка выполняют другим автоматом с некоторым отста­ванием от первого, чтобы завершить сплавление полуокружностей одним автоматом. Стыки труб с толщиной 10—20,5 мм сваривают автоматической сваркой с принудительным формированием в два-три прохода, так как в по­толочном положении невозможно удержать расплавленный металл высо­той более 10 мм.

Для первого слоя шва используют ползуны, имеющие на формирующей поверхности выступ высотой 8 мм. Облицовочный слой шва формируют с помощью ползунов, обеспечивающих высоту усиления 2—3 мм.

Производительность процесса в этом случае можно определить из фор­мулы G = GH / t, где G — масса наплавленного металла в единицу времени; GK — масса наплавленного металла; t — время расплавления проволоки.

Масса наплавленного металла GH = акЛ, где а„ — коэффициент наплавки порошковой проволоки; I— сварочный ток.

Для труб диаметром 1220 мм выпущены две модификации в одно — и двух­агрегатном исполнении. В комплекс «Стык 01» входит один агрегат пита­ния и сварочный аппарат с двумя сварочными головками, а также внутрен­ний центратор и передвижная мастерская. Комплекс «Стык 03» отличается наличием двух агрегатов питания, двух сварочных аппаратов и 4-мя свароч­ными головками. Для труб диаметром 1420 мм выпускают три модифика­ции в одно-, двух — и трехагрегатном исполнении: «Стык», «Стык 02» и «Стык 04». Общепринятой схемой является челночное перемещение агрегатов пи­тания, так как каждый сварочный аппарат сваривает стык полностью. По окончании сварки агрегат питания объезжает другие агрегаты для выпол­нения сварки стыка, собранного позднее.

Второй метод сварки предусматривает применение автоматического процесса сварки с принудительным формированием в сочетании с ручной электродуговой сваркой, когда для выполнения первого слоя шва применя­ют серийные внутренние гидравлические центраторы. Перед сваркой по­догревают кромки труб. Сварку корневого слоя шва выполняют вручную одновременно два сварщика электродами с целлюлозным покрытием диа­метром 4 мм. Расстояние от низа трубы до поверхности земли устанавлива­ют не менее 0,5 м для обеспечения прохода автоматической сварочной го­ловки. После сварки корневой слой зачищают шлифовальной машинкой с удалением наплывов и металла, закрывающего зашлакованные карманы. Второй слой шва «горячий поход» выполняют также два сварщика электро­дами с целлюлозным покрытием диаметром 4 мм. После окончания процес­са сварки шов тщательно зачищают. Последний проход выполняют одно­временно две автоматические сварочные головки аппарата А-1568. Каждая головка сваривает половину стыка, перемещаясь вместе с формирующим ползуном снизу вверх. Для увеличения темпа продвижения сварочной ко­лонны предусматривают увеличение числа сварщиков на каждом слое до четырех и применение двух-трех аппаратов А-1568.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector