Технология газовой сварки трубопроводов

Газовая сварка для соединения труб: основные принципы, необходимые материалы и особенности технологии

Для соединения металлических труб небольшого диаметра (до 100-150 мм) при монтаже чаще всего используют газовую сварку.

Что собой представляет газовая сварка

Основой газовой сварки является разогрев срезов металла пламенем, образующимся при горении смеси кислорода с горючим газом, и затем заполнение стыка между свариваемыми элементами расплавленным металлом. Прочность сварного шва при газовой сварке ниже, чем в результате других видов сварки (например, электродуговой), но при монтаже труб небольшого диаметра (до 150 мм) или с тонкими стенками (менее 3,5 мм) это единственный возможный способ их соединения.

Особенности применения при работе с трубами

Трубопроводы чаще всего предназначены для транспортировки жидкости или газа. Чтобы на месте стыковых швов внутри не образовывались наплывы, препятствующие продвижению содержимого трубопровода, не допускается проплавление стенок насквозь. По этой причине подготовка деталей при сварке труб будет другой, чем при сварке иных изделий и конструкций.

Газовая сварка труб осуществляется одним слоем и за один проход. Допустимая выпуклость стыкового шва не более 1-3 мм.

Шов должен быть гладким, без пропусков и неровностей, с постепенным переходом к металлу свариваемых частей.

Материалы и оборудование

При газовой сварке применяются материалы:

1. Кислород. Обеспечивает процесс горения.
2. Горючее вещество (газ). Используются ацетилен (чаще всего), пропан, метан, пары керосина. Для соединения труб из цветных металлов или легированной стали применяют аргон.
3. Присадочный материал – сварочная проволока. Ее состав зависит от состава свариваемого материала.
4. Флюсы. Смеси веществ для предотвращения окисления металлических поверхностей, применяются при сварке чугунных и медных труб, а также деталей из легированной стали.

Оборудование для газосварочных работ:

Технология

Газосварочные работы включают в себя два этапа: подготовку свариваемых деталей и непосредственно сам процесс сварки.

Подготовка труб

Перед работой металл необходимо очистить от загрязнений, ржавчины, технических масел. Очищают кромки и прилегающую к ним поверхность – внутреннюю и внешнюю – на расстояние не менее 20 мм.

Затем следует механическая обработка деталей – при толщине металла более 3,5 мм на кромках делают скосы под углом около 45º. Это связано со способностью металла прогреваться на глубину до 4 мм. Если толщина менее 3,5 мм, выполнять скосы не нужно. Острый край кромки притупляется, чтобы металл не плавился и не стекал внутрь трубы. Точный угол скоса и притупление регулируются ГОСТ 16037-80.

В случаях когда трубопровод не предназначается для транспортировки газа или жидкости под высоким давлением, используются и другие варианты стыковки:

• с подкладным кольцом, без скосов кромок;
• со вставным кольцом и раструбом;
• с выполнением внутренней вытачки в трубах для их центровки.

Перед началом газосварочных работ трубы центруют и прихватывают в разных местах с равным интервалом. Количество прихваток зависит от диаметра.

Материал для прихваток обычно используют тот же, что и для сварки – сварочную проволоку. Поверхность прихватки очищают, а при работе ее переплавляют или удаляют.

Способы газосварки

Сварка труб осуществляется двумя способами:

1. Шов выполняется слева направо (правый способ). Этот способ используется при толщине металла более 5 мм. При проведении работы правым способом пламя горелки направлено назад – на уже обработанную часть шва, сварочная проволока находится за горелкой. Это способствует увеличению глубины плавления. Правый способ имеет преимущества: низкое потребление горючего газа и высокую производительность труда.
2. Проложение шва справа налево (левый способ). Таким образом свариваются тонкостенные элементы. При этом пламя горелки направлено вперед – на еще несваренные стыки, сварочная проволока располагается перед горелкой. Сварщик хорошо видит рабочую поверхность. Это более трудоемкий способ, но в результате получается более аккуратный шов, равномерный и красивый.

Если объект в процессе сварки можно повернуть, то работу производят в нижнем положении. Если стык неповоротный, то работу осуществляют поэтапно нижним, вертикальным и потолочным швом. Это наиболее сложный вариант газосварочных работ. Если диаметр не превышает 150 мм, выполняется сначала нижняя половина шва, затем верхняя в обратном направлении. Более широкие трубы (до 300 мм и больше) свариваются по четырем участкам окружности.

После проведения сварочных работ швы очищаются от шлаков и окалины и проверяются на наличие дефектов: трещин, отверстий, подрезов. Выпуклость шва должна быть 1-3 мм, но не больше 40% толщины металла, ширина не должна превышать толщину стенки трубы больше, чем в 2,5 раза. Поверхность должна быть ровной и гладкой. Если шов имеет дефекты, его необходимо исправить.

Технология газовой сварки трубопроводов

Прокладка трубопроводов диаметром до 100 мм редко обходится без сварки. При газовой сварке трубы сваривают стыковыми соединениями с выпуклым швом. Величина выпуклости шва зависит от толщины стенки и обычно находится в пределах 1 — 3 мм. Трубы с толщиной стенок до 3 мм сваривают без скоса кромок, выдерживая стык с зазором, равным половине толщины стенки трубы. При сварке труб с более толстыми стенками кромки разделывают, выполняя скос под углом 35 — 45 Острые кромки притупляют, чтобы при сварке они не оплавлялись. При сварке труб следует следить за тем, чтобы расплавленный металл не протекал во внутреннюю полость, снижая сечение трубопровода.

Сварку трубопроводов лучше всего вести поворотным методом, выдерживая нижнее положение шва. Порядок сварки поворотных стыков показан на рис.1. Однако при монтажных работах часто это соблюсти невозможно, поэтому прибегают к потолочным и вертикальным швам.

Сварку начинают с одной из точек и выполняют четырьмя участками, разделяющими периметр трубы на четыре равные части. Сварку ведут в последовательности, показанной на рис.2.

В труднодоступных местах, где нет возможности приблизить горелку к сварочному шву, выполняют сварку с козырьком (рис.3). Для этого в трубе вырезают козырек, сваривают труднодоступные места с внутренней стороны трубы, прикладывают козырек на место и заваривают остальные швы.

Рис. 1. Сварка поворотных стыков: А — размещение прихваток (1); Б — выполнение первого слоя сварки на участках А—Б, Г—В; В — поворот стыка и сварка на участках Г — А; В—Б; Г — второй слой сварочного шва; Д — третий слой сварочного шва

Рис. 2. Сварка труб большого диаметра: А — до 300 мм; Б — до 600 мм; В — сварка без поворота трубы

Рис. 3. Сварка козырьком

Технология сварки трубопроводов

Сварка трубопроводов имеет свои особенности, так как эти конструктивные элементы чаще всего работают под давлением, что накладывает отпечаток на условия качества сварочных работ. Трубы под сварку выбирают по внутренним диаметрам. В одну группу входят трубы, имеющие расхождение по внутреннему диаметру до 1%, но не более 2 мм. Концы труб под сварку разделывают и обрабатывают (обрезают, снимают фаски) механическим способом (резцом, фрезой или абразивным кругом). Трубы из низколегированных и низкоуглеродистых сталей могут быть обработаны газовой или воздушно-дуговой резкой с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов термической резки.

При прокладке магистральных трубопроводов сортировку труб по диаметрам и толщине стенок производят обычно централизованно в заготовительных цехах, трубосварочных механизированных базах (размещенных по трассе) или прирельсовых складах. Если это по каким-либо причинам сделать невозможно, то сортировку труб производят непосредственно перед сваркой. Магистральные трубопроводы обычно сваривают в звенья. Трубы тщательно очищают от попавших внутрь загрязнений (комьев грунта, грязи, камней и т.д.), после чего концы труб подготавливают к сварке.

Торцы, скошенные кромки, а также прилегающие к ним поверхности очищают от грязи, масла и окалины. Перед сборкой необходимо проверить правильность подготовки кромок и зачистить их до металлического блеска. Подготовка под сварку предусматривает выправку деформировавшихся при перевозке концов труб, проверку формы, состояние и совпадение кромок, трубы центрируются, производится проверка правильности выставленных зазоров.

При централизованном изготовлении звеньев (секций) диаметром от 168 мм и более в механизированных мастерских применяют преимущественно автоматическую сварку поворотных стыков под слоем флюса на установках полустационарного или полевого типа. Количество труб в звене ограничивается их весом и габаритами транспортных средств, применяемых для доставки звеньев к месту укладки. Обычно сваривают в звенья 4—8 труб.

При изготовлении звеньев непосредственно на трассе в отдельных случаях применяют электроконтактную (метод оплавления кромок стыкуемых труб) и газопрессовую сварку (для трубопроводов из малоуглеродистых и низколегированных сталей), в которых по условиям эксплуатации может быть допущено утолщение стыка до 1/2 толщины стенки с внутренней стороны трубопровода. В ряде случаев для сварки поворотных и неповоротных стыков труб различных диаметров с толщиной стенок более 3 мм может применяться ручная дуговая сварка. Ручная дуговая сварка допускается только для соединения труб диаметром до 114 мм, со стенками толщиной до 5 мм, при рабочем давлении внутри трубопровода до 8 атмосфер.

При сборке стыков трубопроводов (или их секций) должно быть обеспечено правильное фиксированное взаимное расположение стыкуемых труб и деталей, а также свободный доступ к выполнению сварочных работ. Трубы больших диметров можно взаимно фиксировать при помощи стяжечных приспособлений. Трубы небольших диаметров (до 100 мм включительно) собирают с прихваткой и с полным проваром корня коренного шва. Высота прихватки определяется толщиной стенок трубы и должна быть не менее 3 мм при толщине стенки до 10 м и 5 — 8 мм при толщине стенки более 10 мм. Прихватку выполняют теми же электродами, которыми будут варить коренной шов.

К качеству прихватки предъявляются те же требования, как и к основному сварному шву. Прихватка должна быть удалена механическим способом, если при внешнем осмотре обнаружены поры и трещины. Допускается выполнять сборку труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей при помощи приваривания к ним технологических пластин или накладок, которые удаляют механическим способом по мере заполнения шва.

При сварке поворотных стыков ось трубы располагают горизонтально или вертикально. Если вращение стыка затруднено, то сварку выполняют в два поворота, как показано на рисунке.

Сварка стыка труб: А — при диаметре до 200 мм; Б — при диаметре от 200 до 500 мм; В — при диаметре более 500 мм; 1 — 6 — порядок (последовательность) положения участков слоя современных методах контроля за сварными соединениями мы расскажем в соответствующем разделе данной книги.

При сварке труб диаметром до 200 мм на стеллажах окружность стыка разделяют на две равные части. Каждый слой шва начинают с нижней части, смещаясь от нижней точки трубы на 20 — 30 мм. Конец шва следует перекрывать на 20 — 30 мм. Стыки труб диаметром от 200 до 500 мм при сварке на стеллажах разбивают на 3 — 4 участка и сваривают снизу вверх, поворачивая каждый участок, располагая его вертикально. Второй слой заваривают участками, равными половине длины окружности сначала с одной, а затем с другой стороны стыка снизу вверх. Последующие слои сваривают так же, как и второй слой, но с поворотом трубы на 180° или смещением начальной точки сварки на 50 — 60 мм от начала предыдущего слоя.

Независимо от вида сварки пооперационная проверка качества сварных работ производится при сборке, прихватке и наложении швов.

Сварка газовых труб

Сварка газовых труб является одной из самых ответственных и сложных работ в жилищном строительстве. Для безопасного использования газа необходимо прочное соединение этих элементов. Газовые трубы также являются частью коммуникаций в квартирах и коттеджах.

Способы соединения в газопроводах

Сварка газопровода предполагает различные виды соединений, находящихся в зависимости от материала, из которого изготовлен трубопровод, и места его установки. Газовые трубопроводы бывают металлическими и полимерными.

Применяются следующие виды сварок:

1. Газовая.
2. Ручная электродуговая.
3. Аргоновая.

Способ сварки выбирают в зависимости от толщины стенок газовых труб, внешнего диаметра, стальные они или пластиковые.

Сварка стальных газопроводов имеет свои особенности. Поскольку они предназначены для транспортирования по ним газа, то во избежание утечки недопустимы прожоги и наплывы, препятствующие нормальному его продвижению.

Подготовка труб

Сварочные работы газопровода требуют проведения подготовительных работ. Они состоят в очистке свариваемых поверхностей от загрязнений, ржавчины. Масляные пятна удаляют с помощью растворителя. На толстых стенках оформляют кромки. Сварка тонких стенок осуществляется без этого. Острие кромок притупляют.

Затем осуществляют центрирование труб с целью совмещения их осей. Это можно делать с помощью специального оборудования. Обязательной является надежная фиксация. Удобно это делать с помощью прихваток — коротких поперечных швов, выполняемых на определенном расстоянии друг от друга, зависящим от диаметра труб.

Электродуговая сварка

Электродуговую сварку применяют, если объем предстоящих работ является небольшим. Перед началом сварки необходима подготовка кромок труб. Для этого удобно применять болгарку, а оставшиеся заусенцы убирать напильником. Затем места стыков очищают и обезжиривают.

Перед началом прокладки основного шва, трубы фиксируют с помощью поперечных прихваток. Количество проходов находится в зависимости от толщины стенок труб:

• трехмиллиметровые стенки сваривают за один проход;
• стенки до шести миллиметров — за два прохода;
• свыше шести миллиметров — за три прохода и более.

Если доступ к месту работы затруднен, то работу выполняют отдельными фрагментами.

Аргонодуговая сварка

Аргонодуговая сварка используется для соединения труб, выполненных из стали. Сварка с аргоном, называемая TIG, происходит в газовой среде. Ее основной особенностью является применение электродов, отличающихся тугоплавкостью. Внешнее покрытие этих электродов — вольфрам. В процессе образования шва такие электроды не плавятся, что является их преимуществом.

Дуга возникает между вольфрамовым электродом и металлической поверхностью трубы. Поступающий через сопло аргон блокирует поступление кислорода на место осуществления сварочного процесса. При аргонной сварке шов получается высокого качества, а соединение труб надежным.

Сварка газовым способом

Сварка труб газом осуществляется методом расплавления металла под воздействием пламени. Оно образуется при горении газа, которое поддерживается кислородной средой.

Газовая сварка трубопроводов часто применяется для труб, имеющих толщину стенок более 3,5 миллиметра. Если предстоит сварка тонкостенного трубопровода, то для предохранения от ожогов используются защитные флюсы. Газовую сварку удобно применять для сваривания труб небольшого диаметра, несмотря на то, что прочность такого шва будет ниже, чем при других способах.

В качестве газа используется ацетилен или другие горючие газы. Они создают высокую температуру, под влиянием которой металл начинает расплавляться. Затем этим расплавом заполняется стык между свариваемыми деталями.

Сварка труб в квартире

Такое может понадобиться, например, при необходимости переноса газовых труб.
Сварка газовых труб в квартире начинается с отключения подачи газа. Это поможет избежать возникновения пожара.

Если свариваются трубы разного диаметра, то для этого необходимо использовать специальные переходники, что снижает вероятность утечки газа. Наиболее часто такую работу выполняют методом встык. Для удаления остатков газа в трубах, их продувают.

При необходимости перенести трубы в другое место в ней просверливают отверстие и вставляют в него отвод. После этого к отводу присоединяют кран в виде рычага, предназначенный для регулировки скорости поступления газа.

После этого необходимо проверить возможное наличие утечки газа. Для этого на место соединения надо нанести пенящееся вещество, например, мыльный раствор. Выждав некоторое время, следует удостовериться в отсутствии пузырей. Если они возникли, то это будет свидетельствовать о протечке, и сварку придется повторить.

После окончания работ надо включить подачу газа.

Схемы сварных стыков

Сварочные схемы газопровода являются частью рабочей документации на проведение такого рода работ. Выполняются они не в масштабе, а в виде эскизов.

Схема сварных стыков газопровода содержит обозначения стыков, как поворотных, так и неповоротных. Легче выполняются поворотные стыки, поскольку их можно осуществлять в любом удобном для сварщика положении. Также у них более низкая вероятность появления дефектов.

На схеме указывают номер каждого стыка. Указываются сведения, каким видом контроля после сварки он должен быть подвергнут. Сообщаются сведения об объекте, в частности класс или группа трубопровода.

Сводная таблица содержит все необходимые сведения о сварных соединениях: количество стыков труб, их параметры, каким способам неразрушающего контроля они должны быть подвергнуты.

Схема сварных стыков газопровода — образец:

Схема также может выполняться в аксонометрии. В ней должны иметься подписи руководителя и исполнителей. Схема, по сути, является руководством для правильного осуществления сварки газовых труб, в том числе планирование этого процесса и осуществления контроля после него.

Интересное видео

Источник https://elsvarkin.ru/texnologiya/gazovaya-svarka/

Источник http://build.novosibdom.ru/book/export/html/319

Источник https://osvarka.com/izdeliya-i-konstrukcii/svarka-gazovykh-trub