Сварка стальных газопроводов: выполнение сварочных работ
Дуговая сварка. Прихватки, равномерно расположенные по границе стыка, служат для фиксации и центровки стальных труб. Электроды «транспортируют» электрический ток к корневому шву, тем самым осуществляя сварку.
Поворотные и неповоротные (более сложные по выполнению) стыки при ручной сварке проваривают минимум в два слоя (толщина трубных стенок – до 6 мм) или три слоя (толщина стенок – более 6 мм). После наложения одного шва – выполняется очистка сваренной поверхности от металлических брызг и шлака, после чего электродом большего диаметра наносится следующий шовный слой.
Требования к сварному шву: сплошное исполнение, непрерывность и отсутствие непроплавленных мест. Диаметр сварочной проволоки подбирают исходя из толщины трубной стенки.
При сварке стальных газовых труб диаметром ≥ 900 мм (без использования подкладного остающегося кольца, облегчающего сварку и центровку) выполняется внутренняя подварка корня шва.
Автоматическая дуговая сварка под флюсом исполняется по базовому слою, исполненному ручной дуговой сваркой либо полуавтоматической сваркой в углекислом газе.
Недопустим обрыв сварной дуги в конце сварного шва, во избежание создания кратера. Следует задержать электрод на одну-две секунды и резким движением вверх и назад прервать дугу.
Важно: сварной шов, после сварки трубы по всей окружности, заканчивают внахлёст началу шва на 10-15 мм. Таким образом, создают «сварной замок» (или «хвост») – «наезжая» концом шва на сваренный участок, разворачивая его и выводя на 10 мм в бок.
Газовая сварка. Кромки нагреваются и плавятся одновременно с присадочной проволокой, заполняющей область стыка. Газовая сварка, как правило, проводится одним слоем. Один проход обуславливает небольшое напряжение в окончании шва («замок» или «хвост»), исключающее непровар.
Условия для применения газовой сварки ацетиленом: диаметр газовой трубы – менее 150 мм, толщина стенок – ≤ 5 мм (при скосе кромок) и ≤ 3 мм (без скоса кромок).
Условия для применения газовой сварки пропан-бутановой смесью: диаметр газопровода – менее 150 мм, толщина стенок – ≤ 5 мм, давление – ≤ 0,005 МПа.
При газовой сварке стыков восстановительным пламенем используется присадочная проволока (диаметр 1.5-3 мм), которая должна соответствовать марке стали в определённой степени. Кромки должны быть предварительно очищены. Монтажная «катушка», ввариваемая в линейный отрезок подземного газопровода, должна иметь длину ≥ 200 мм.
Сварка крестообразных и Т-образных соединений требует строгой перпендикулярности трубных осей, а также совпадения оси присоединяемого сваркой патрубка с центром трубного отверстия.
Не допустима приварка патрубков для отвода газопровода в местах кольцевых (поперечных) швов; минимальное расстояние между швом приварки и кольцевым швом газопровода – 100 мм.
При врезках на внутренних газопроводах ответвлений с диаметром ≤ 50 мм допускается следующее расстояние между кольцевыми швами и ввариваемыми штуцерами: ≥ 50 мм.
При сварке труб встык должен получиться ровный, немного выпуклый шов, в котором исключены раковины, трещины, поры, кратеры и подрезы. Неприемлемы перекосы и попадание внутрь трубы расплавленного металла.
При организации сварочных работ под открытым небом необходимо защитить рабочую площадь от ветра и влаги (при наличии снегопада, дождя, тумана, сильного ветра).
Похожие статьи:
Способы газовой сварки
Левый и правый способы газовой сварки
В практике различают два способа ручной газовой сварки: правый и левый.
Левым способом газовой сварки называется такой способ, при котором сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на еще несваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. Левый способ наиболее распространен и применяется при сварке тонких и легкоплавких металлов. При левом способе сварки кромки основного металла предварительно подогревают, что обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе.
Правым способом газовой сварки называется такой способ, когда сварку выполняют слева направо, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Мундштуком горелки при правом способе выполняют незначительные поперечные колебания. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха и замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Качество шва при правом способе выше, чем при левом. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе. Поэтому при правом способе сварки угол разделки шва делается не 90°, а 60-70°, что уменьшает количество наплавляемого металла и коробление изделия.
Правый способ экономичнее левого, производительность сварки при правом способе на 20-25% выше, а расход газов на 15-20% меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке деталей толщиной более. 5 мм и при сварке металлов с большой теплопроводностью. При сварке металла толщиной до 3 мм более производителен левый способ.
Газовая сварка пламенем повышенной мощности
При этом способе газовой сварки горелка берется мощностью в два раза большей, чем при обычном способе сварки, и устанавливается пламя с избытком ацетилена на 7-10%. Кромки металла нагреваются только до начала оплавления. Газовая сварка стали производится следующим образом. Кромки нагреваются науглероживающим пламенем, вследствие чего верхний слой их обогащается углеродом и температура плавления металла понижается. При температуре 1200°С кромки начинают оплавляться (потеть). В это время в сварочный шов вводят присадочную проволоку, нагретую до плавления. Расплавленный металл проволоки растворяет науглероженный верхний слой основного металла и прочно соединяется с ним. Глубокое расплавление кромок производить нельзя, так как получится высокоуглеродистый хрупкий слой.
Диаметр проволоки берут больший, чем при обычной сварке. Скос кромок 60-70°С. Газовая сварка производится правым способом. Этот способ обеспечивает большую скорость сварки, но требует высокой квалификации сварщика.
Способы газовой сварки. Правый и левый способ
Правый способ газовой сварки
При правом способе газовой сварки (схема а) на рисунке), её выполняют слева направо, поток сварочного пламени направляется на уже сваренный участок металла. Горелка (поз.3) двигается впереди присадочной проволоки (поз.2) и расплавляет основной металл (поз.1). При этом поток газового пламени (поз.4) направляется на образующийся сварной шов (поз.5).
Преимущества правого способа состоят в том, что сварочная ванна лучше защищена от проникновения в неё азота и кислорода из воздуха, увеличивается глубина проплавления основного металла и замедляется охлаждение металла сварного шва при его остывании. Эти преимущества получаются из-за того, что поток газового пламени, в процессе сварки металла, направлен на образующийся сварной шов.
Правый способ сварки позволяет увеличить производительность работы на 20-25%, по сравнению с левым способом. При этом расход горючих газов для газовой сварки снижается на 15-20%. Данный способ сварки целесообразнее применять при сваривании металлов, толщиной более 5мм, а также для сваривания металлов большой теплопроводности, например, для сварки меди или для сварки алюминия.
Левый способ газовой сварки
При левом способе газовой сварки, сварочная горелка движется справа налево, вслед за присадочным прутком (схема б) на рисунке). При этом поток газового пламени направлен на ещё не сваренные кромки металла, подогревая их и подготавливая металл к сварке.
Преимущества левого способа сварки состоят в том, что сварщику хорошо видно свариваемый металл, в результате внешний вид шва лучше и постоянную геометрию шва (высота и ширина) обеспечить проще. При сварке левым способом сварочное пламя свободно растекается по большой площади свариваемого металла, не концентрируясь в одном месте. И это существенно снижает вероятность пережога металла. Кроме того, предварительный подогрев свариваемого металла способствует тщательному перемешиванию расплавленной ванны.
Из-за этих преимуществ левый способ особенно часто применяют при сварке тонкого металла, а также при сварке легкоплавких материалов.
Выбор способа газовой сварки при сварке горизонтальных, вертикальных и потолочных швов
Выбор способа сварки зависит не только от толщины свариваемых деталей, но и от пространственного положения сварного соединения. При сварке в нижнем положении, способ сварки выбирают, как уже говорилось выше, в зависимости от толщины свариваемых деталей.
При сварке вертикальных швов снизу вверх, выбирают левый способ газовой сварки, справа налево, когда горелка двигается за присадочной проволокой. При сварке горизонтальных швов поток газового пламени из сварочной горелки направляют на формирующийся шов и также выбирают левый способ сварки (справа налево). Для того, чтобы жидкий металл не вытекал из расплавленной ванны, её выполняют с небольшим перекосом.
Для сварки потолочных швов предпочтительным является правый способ сварки. При таком способе сварки, сварочное пламя направляется напрямую на образующийся сварной шов, и препятствует стеканию расплавленного металла из жидкой ванны.
Газовая сварка сосудов и газопроводов
К газовой сварке сосудов, газопроводов и их элементов допускаются сварщики, имеющие удостоверения на право выполнения сварочных работ.
В сварных сосудах в основном применяют стыковые соединения, днища сосудов должны иметь эллиптическую форму. Тавровые сварные соединения допускаются только в случае приварки плоских днищ, фланцев или штуцеров.
В стыковых сварных соединениях элементов с различной толщиной стенок должен быть обеспечен плавный переход от одного элемента к другому. Сварные швы должны быть доступными при изготовлении сосудов. Пересечение сварных швов при ручной газовой сварке не допускается.
В случае приварки опор или других элементов к корпусу или днищу сосуда расстояние между сварным швом сосуда и швом приварки должно быть не менее толщины стенки.
Все сварные соединения сосудов и их элементов должны подвергаться тщательному контролю. Дефекты, обнаруженные в процессе изготовления, монтажа и испытания, должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков.
Газовую сварку применяют для газопроводов диаметром не более 150 мм, при толщине стенок не более 5 мм. Перед сборкой и сваркой труб их очищают от попавших внутрь посторонних предметов, поверхность свариваемых кромок зачищают до металлического блеска. Ручная газовая сварка газопроводов выполняется только в один слой.
Контроль за сваркой газопроводов включает проверку качества применяемых материалов, пооперационный контроль сборки и сварки стыков, проверку качества стыков внешним осмотром и физическими методами контроля, механические испытания образцов, вырезанных из контрольных стыков.
Пооперационный контроль состоит в проверке правильности сборки и сварки стыков. Высота усиления должна составлять от 1 до 3 мм, но не более 40% толщины стенки труб, а ширина шва не должна превышать 2,5% толщины стенки трубы. Для подземных газопроводов диаметром 50 мм и более проверке физическими методами контроля (просвечивание рентгеновским и гамма-излучением, магнитный метод) подлежит следующее количество сварных стыков (в % от общего числа):
| Газопроводы низкого давления (до 0,005 МПа включительно) | 5 |
| То же, среднего давления (от 0,005 до 0,3 МПа) | 10 |
| То же, высокого давления (от 0,3 до 0,6 МПа) | 50 |
| То же, высокого давления (от 0,6 до 1,2 МПа) | 100 |
При этом проверяется не менее чем по одному стыку из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на каждом объекте.
Сварные стыки газопроводов при проверке их физическими методами контроля бракуются при наличии следующих дефектов: трещин, непровара по сечению шва, непровара глубиной свыше 10% корня шва, шлаковых включений или раковин по группам А и В (ГОСТ 7512-82) размером по глубине шва более 10% для труб толщиной стенки до 20 мм, шлаковых включений, расположенных цепочкой или сплошной линией вдоль шва по группе Б (ГОСТ 7512-82) при суммарной длине свыше 200 мм на 1 м шва, скоплений газовых пор на отдельных участках шва по группе В (ГОСТ 7512-82) свыше 5 шт. на 1 см 2 площади шва, газовых пор, расположенных в виде сплошной сетки. Если дефектная часть шва менее 30% его длины, разрешается исправление стыка вырубкой дефектной части и заваркой заново, после чего проверяется физическими методами контроля вся длина сварного шва.
Для механических испытаний из стыка вырезают по три образца для испытаний на изгиб и на растяжение.
После газовой сварки и проверки газопровода его испытывают на прочность и плотность. Перед этими испытаниями газопровод должен быть продут воздухом. Испытания на прочность и плотность, за исключением надземных и внутрицеховых газопроводов с давлением свыше 0,3 МПа, производят воздухом. Величины испытательных давлений на прочность и плотность для подземных и надземных газопроводов приведены в таблице.
| Давление на газопроводе | Испытательное давление, МПа | |
|---|---|---|
| на прочность | на плотность | |
| Низкое (до 0,005) | 0,3 | 0,1 |
| Среднее (от 0,005 до 0,3) | 0,45 | 0,3 |
| Высокое (от 0,3 до 0,6) | 0,75 | 0,6 |
| Высокое (от 0,6 до 1,2) | 1,5 | 1,2 |
Продолжительность испытания газопровода на плотность составляет не менее 24 ч. Дефекты сварных швов, выявленные при испытании, исправляются вырубкой и повторной сваркой. После устранения дефектов качество сварных соединений должно быть заново проверено.
Газовая сварка: режимы сварки и их особенности. Параметры, определяющие выбор режима проведения работы
Газовая сварка – соединение металлических деталей путём нагрева мест соединения газовым пламенем.
Виды газовой сварки
Существуют правый и левый способы газовой сварки.
Левый способ
Применяя левый способ, работа выполняется справа налево. Вначале идёт присадочная проволока, а вслед за ней газовая горелка. Из-за этого пламя нацелено на ещё не соединённые кромки заготовок.
При таком методе обеспечивается хорошая видимость сварочного шва, в конечном итоге он будет выглядеть лучше, чем при правом способе.
Такой вид работы чаще всего применяют для легкоплавких и тонких деталей.
Правый способ
Данный метод подразумевает проведение работы слева направо. Пламя газовой горелки направлено на уже соединённый участок деталей. Впереди идёт горелка, которая плавит основной металл, а за ней следует присадочная проволока. Благодаря тому, что пламя направлено на формируемый сварочный шов, удаётся достичь массы положительных факторов:
При таком методе работы удаётся снизить рассеивание теплоты. Это происходит из-за ограничения газового пламени: по бокам – кромками, а спереди – сварочным швом. При правом способе угол разделки шва составляет 60-70 градусов вместо 90. В результате снижается объём наплавляемого металла.
При правом способе удаётся снизить затраты газа на 15-20%, а производительность повышается на 20-25% по сравнению с левым.
Проведение работы вышеуказанным способом рекомендуется, если толщина соединяемых заготовок превышает 5 мм.
Режимы газовой сварки
Подбор режима газовой сварки зависит от множества факторов.
Для начала необходимо правильно подобрать газовую горелку. В ней в необходимых пропорциях смешивается кислород и ацетилен. С её помощью настраивается уровень пламени путём регулировки подачи горючих газов.
Бывают горелки безынжекторные и с наличием инжектора. На практике чаще всего применяются инжекторные. В таких горелках горючий газ подаётся под низким давлением в смесительную камеру, где проводится его инжектирование струёй кислорода.
Мощность сварочного пламени
Горелки отличаются в зависимости от мощности пламени:
Мощность сварочного пламени определяется уровнем расхода ацетилена. Подбирать мощность необходимо исходя из температуры плавления свариваемого металла, его толщины, а также теплопроводности.
Для расчёта мощности используется формула: Q=A * h:
Исходя из соотношения кислорода и ацетилена, направленных в горелку, выделяют три типа пламени: нейтральное, окислительное и науглероживающее. В зависимости от нужных качеств наплавленного металла выбирают соответствующий тип пламени. Чаще всего применяется нейтральное пламя, которое обеспечивает наивысшие механические характеристики наплавленного металла. Иные типы пламени используются редко. Например, для легкоокисляющихся металлов применяется науглероживающее пламя.
Скорость сварки
При газовой сварке нужно соблюдать скорость проведения работы.
Для расчёта скорости используется формула: V =A / S, где:
Диаметр присадочной проволоки
В качестве присадочного материала может использоваться сварочная проволока, различные прутки или металлические гранулы. Диаметр присадочного материала рассчитывается по следующим формулам:
Если диаметр свариваемого металла превышает 15 мм, тогда диаметр присадочного материала должен быть не менее 6 мм.
Есть некоторые рекомендации для сварки разных металлов. Например, при газовой сварке сталей высокого качества работы получается достичь при использовании марганцевой и кремнемарганцевой проволок таких марок: Св-08ГС, Св-08ГА, Св-10Г2.
Для сварки чугуна используют прутки марок А и Б. Марка А используется в горячей сварке при разогреве всего изделия. Марка Б применяется в сварке с местным подогревом.
Угол наклона мундштука
Ещё одним важным параметром является угол наклона мундштука. Вместе с ростом толщины металла растёт и угол наклона. Рекомендуемые значения представлены в таблице.
