группа 203

Предмет: Технология производства сварных конструкций.

Тема урока: Технология сборки и сварки трубных конструкций. Способы приварки патрубков и фланцев.

При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными (рис.34).

Рис.34 Сварные стыки труб: а — поворотный,б —неповоротный,

в — горизонтальный

Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соответ­ствие требованиям проекта, по которому сооружается трубо­провод, и техническим условиям. Основными требованиями проекта, а также технических условий являются: наличие сертификата на трубы; отсутствие эллипсности труб; отсут­ствие разностенности труб; соответствие химического со­става и механических свойств металла трубы требованиям, указанным в технических условиях или ГОСТах.

При подготовке стыков труб под сварку проверяют пер­перпендикулярность плоскости реза трубы к ее оси, угол рас­крытия шва и величину притупления. Угол раскрытия шва должен составлять 60—70°, а величина притупления 2 -2,5 мм (рис.35). Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспе­чивающими требуемую форму, размеры и качество обраба­тываемых кромок.

 

Рис.35 Подготовка кромок труб под сварку при толщине стенок 8—12 мм

 Разностенность толщин стенок свариваемых труб и сме­щение их кромок не должны превышать 10% толщины стен­ки, но быть не более 3 мм. При стыковке труб должен обеспечиваться равномерный зазор между соединяемыми кром­ками стыкуемых элементов, равный 2—3 мм.

Перед сборкой кромки стыкуемых труб, а также при­легающие к ним внутренние и наружные поверхности на длине 15—20 мм очищают от масла, окалины, ржавчины и грязи.

Прихватки, являющиеся составной частью сварного шва, выполняют те же сварщики, которые будут сваривать стыки, с применением тех же электродов.

При сварке труб диаметром до 300 мм прихватка вы­полняется равномерно по окружности в 4 местах швом высотой 3—4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают рав­номерно по всей окружности стыка через каждые 250 — 300 мм.

При монтаже трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы по возможности больше стыков сваривалось в поворотном положении.

При толщине труб свыше 8мм сварку ведут в четыре слоя (корневой, основных, декоративный). В случае, когда толщина стенок трубы до 8 мм сварку выполняют в два слоя сплошным швом.

По внешнему виду сварной шов должен иметь слегка выпуклую поверхность с плавным переходом к поверхности основного металла. Высота усиления шва должна быть одинаковой по всему периметру в пределах от 1 до 3 мм, ширина не должна превышать 2,5 толщины стенки труб.

 Сварку труб малого диаметра и малой толщины стенки производят поворотным способом в два слоя. В процессе сварки поворачивают трубу (рис.36) в сторону противоположную направлению сварки. Второй слой выполняют аналогично первому, но в противоположном направлении.

Рис.36 Схема сварки стыка труб малого диаметра

Сварка толстостенных труб

Трубы, толщина стенки которых составляет 8-12 мм, сваривают в три слоя плюс декоративный шов.

Первый слой создает местный провар в корне шва и надежное сплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1—1,5 мм, равномерно распределяющийся по всей окруж­ности. Используют электроды диаметром 2- 3мм.

Для получения провара без сосулек и грата осуществляю движение электрода возвратно-поступательным с непро­должительной задержкой электрода на сварочной ванне, не­значительным поперечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла, скоса кромок. Отверстие получается в результате проплавления основного металла дугой. Размер его не должен превышать 2 мм больше установленного зазора между трубами

Второй и третий слой выполняюэлектродом диаметром 4 – 5 мм и при повышенном токе одним из следующих способов: поворотом трубы на 180° и поворотом трубы на 90° .

Поворот трубы на 180° (Рис.37)

Рис.37 Схема сварки стыка трубы: а –второго слоя , б- третьего слоя

 1.Стык делят на четыре участка.

Вначале сваривают участки 1—2, после чего трубу поворачиваю на 180° и завариваю участки 3 и 4 (рис.37а).

2. Затем трубу повора­чиваю еще на 90° и свариваю участки 5 и 6, затем поворачиваю трубу на 180° и свариваю участки 7 и 8 (Рис.37 б).

В процессе сварки следил, чтобы начало и конец шва не совпадали, перекрытие смежного слоя составляет 20 – 25 мм.

Поворот трубы на 90°

Стык так же делят на 4 участка. В начале сваривают участки 1,2. Затем поворачивают трубу на 90° и сваривают участки 3, 4 .(Рис.38а ) После сварки 1 слоя трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 7-8 ( Рис.38.б).

 

Рис.38 Схема сварки стыка трубы: а – второго слоя, б – третьего слоя

 Четвертый декоративный слой во всех рассмотренных выше способах накладывают в одном направлении при вращении трубы, я именно так и производил сварку.

Трубы диаметром более 500 мм сваривают обратно-ступенчатым способом. Длина каждого участка зависит от диаметра трубы и составляет 150-300мм (Рис.39).

 Рис.39Схема сварки стыка труб большого диаметра:

Как приварить фланец к трубе ровно

Фланцами называют стальные диски (кольца) различной конфигурации, они предназначены для быстросъемных соединений на трубопроводах. Их крепят приваркой к трубным отрезкам. Они необходимы для установки запорной арматуры, приборов учета, при монтаже новых отводов. Их надевают на край трубы. Самый эффективный способ крепления фланца к трубе – приварка. Кольца должны закрепляться без перекосов, строго по сечению трубы.                                                                                                                                              Приварка фланцев производится несколькими способами, в каждой технологии есть свои нюансы, которые нужно учитывать для получения качественного герметичного шва, не препятствующего потоку транспортируемой жидкости. Типы фланцев                                     Прежде, чем говорить о сварке фланцев, важно изучить их конструкционные особенности. Размеры, форма регламентируются ГОСТом или техническими условиями. Они различаются по геометрии, размерам, делают их из высокоуглеродистых или легированных нержавеющих сталей или сортов чугуна, поддающегося ковке.

По функциональности выделяют две группы фланцев:

·        арматурные;

·        предназначенные для сосудов и аппаратов.

Конструкционно фланцы делятся на несколько видов:

·        Воротниковый — применяется на системах высокого давления. Горловина по конусу сужается, она выполнена в форме конического центратора, распределяющего давление потока. По американской классификации он называется «Lap Joint» (привариваемый внахлест). Крепится сплошным валиком или швом в форме буквы «V».

·        Раструбный — применяется на технологических магистралях небольшого сечения, рассчитан на высокое давление транспортируемой среды, маркируется «Socket-welding» (с впадиной для шва). Его приварка производится только с внешней стороны, необходимо оставлять люфт до 1,6 мм на случай расширения трубы при нагреве горячим носителем. Угловой шов делается встык.

·        Накидной или сквозной — крепится на расстоянии 3 мм от края трубы, международное обозначение «Slip-on» (со сквозным отверстием). Фиксируется с обеих сторон угловым швом – приварка к наружной и внутренней стенке.

·        Глухой — выполняет функцию заглушки, образует разборное соединение с трубой, может иметь надпись «Blind flanges». Приваркой не крепится, держится на болтовом соединении.

·        Плоский — состоит из кольца и пластины, рассчитан на невысокое давление до 2,5 МПа, приваркой к внешнему краю трубы крепится только кольцо, пластина остается подвижной.

·        Резьбовой — используются на врезаемой арматуре, где есть нарезка или накатка резьбы, маркируется «Threaded flanges». Насаживается на конец трубы механически, редко дополнительно фиксируются приваркой.

Способы приварки фланцев

От правильности соединения элементов трубопровода зависит герметичность системы. Приварку диска осуществляют по двум методикам:

1.     Приварка встык подразумевает образование шва по всей окружности проката в одном месте.

2.     Приварка надетого диска по двум стенкам: наружной и внутренней.

Работа с фланцами требует опыта, такую сварку новичкам не доверяют. Любой перекос плоскостей под приварку приводит к разгерметизации стыкового узла, увеличивает риск прорыва магистрального трубопровода высокого давления.

До сварочных работ проводится подготовка кромок. Места швов зачищают до блеска. При самостоятельной сборке узлов учета или врезке запорной арматуры важно учитывать толщину уплотняющей прокладки, диск устанавливают с учетом толщины резины. Головки болтов на фланцах располагаются только с одной стороны. Концы выступают минимум на 3 витка резьбы. Зеркало диска всегда располагается выше шва и кромки, край проката не должен выходить за плоскость диска. Приваривать фланец к трубе ровно помогают прихватки соединения, когда диск обездвижен, можно приступать к швам.     При давлении до 10 МПа производится приварка без скоса, при высоком, до 25 МПа – со скосами.                                                                                                                                       Для приварки фланцев к стальным трубопроводам применяют вращатели. Они придают узлу мобильность, улучшают доступ к рабочей зоне, облегчают процесс сварки. В процессе сварки электрод остается неподвижным, узел постепенно проворачивается вокруг оси. На вращателе производят финишную зачистку швов, грунтовку и покраску фланцевого узла.

Важные моменты сборки фланцевого соединения:

·        необходимо крепить диск перпендикулярно к трубопроводу, для проверки используется контрольный треугольник и щуп, допустимое отклонение 2% от наружного диаметра;

·        оси болтовых отверстий на двух дисках должны совпадать, соосность проверяется уровнем и отвесом. Допустимые отклонения: а) 1 мм для отверстий диаметром от 18 до 25 мм; б) 2 мм для диаметров до 41 мм.

Допустимое отклонение диска — 2% от наружного диаметра

Техника «лодочка» применяется для соединений без люфта, кромки провариваются на большую глубину. Если зазор в пределах 1,5 мм, приварка производится поперечными колебательными движениями, электрод держат под углом 30° к поверхности трубы. Люфт 4–5 мм оформляется угловым швом большими стежками (катетами). При большом зазоре допускается две проходки.                                                                                                  Ширину и высоту валика определяют по размеру проката. На внешней стороне трубы делают толстый наплавочный валик, на внутренней – минимальный, чтобы он не изменял сечение потока. Приварка стального плоского диска производится сначала с внешней, затем с внутренней стороны проката. Зачистка соединений производится слева направо.                                 Для проверки герметичности крепления фланца используют ультразвуковой метод. Шов проверяют:

·        на трещины;

·        присутствие шлаковых включений, наплывов, надрезов;

·        недопустимы прожоги, кратеры, пористость.

Дефектоскопия проводится также металлографией. На ответственных соединениях качество сварки фланцев к трубе проверяют радиографическим методом неразрушающего контроля.

Изучить: 1.Подготовка труб к сварке. 

                  2. Сварка толстостенных труб.

                  3. Как приварить фланец к трубе ровно?

                  4. Способы приварки фланцев.