Jaké metody svařování se používají při instalaci potrubí a proč?

Nejspolehlivějším způsobem připojení kovových trubek je svařování. Provádí se pomocí ručních, poloautomatických a automatických svařovacích strojů. Ruční obloukové svařování trubek umožňuje vytvořit potrubní systém libovolné konfigurace a průměru.

Stáhnutí:

Příloha	velikost
statya_mpo.docx	188.97 KB

Náhled:

Svařování trubek a přípravné operace

Nejspolehlivějším způsobem připojení kovových trubek je svařování. Provádí se pomocí ručních, poloautomatických a automatických svařovacích strojů. Ruční obloukové svařování trubek umožňuje vytvořit potrubní systém libovolné konfigurace a průměru.

Kvalitní ruční svařování trubek je podmíněno kromě svařovacího stroje i správným výběrem elektrod:

• Pro potrubí velkého průměru by měly být zvoleny elektrody potažené celulózou;
• Pro svařování koutových svarů atd. „připínáčky“ je nutné použít elektrody s rutilovým povlakem;
• Pro trubky malého a středního průměru se používají elektrody se základním povlakem.

Při výběru svařovacích strojů upřednostňujte modely s několika provozními režimy, přizpůsobené specifické aplikaci „celulózových“ a „rutilových“ elektrod a také schopné pracovat s konkrétní jakostí oceli a tloušťkou potrubí.

Ještě jednou zdůrazněme: kvalitu svařovací práce neurčuje konkrétní model svářečky, ale tloušťka stěny trubky, elektrody požadovaného průměru a správně nastavená síla a napětí proudu.

Volba režimu svařování

• Typ a polarita proudu závisí na tloušťce stěny trubky, jakosti oceli a jakosti potažené elektrody.
• Svařovací proud je určen tloušťkou elektrody. Chcete-li jej vypočítat, musíte vynásobit průměr elektrody číslem (30-40). Výsledné číslo se bude rovnat svařovacímu proudu v ampérech.
• Napětí oblouku je určeno jeho obloukem. Optimální délka oblouku se pohybuje od poloviny průměru elektrody do plného průměru elektrody plus 1.
• Svářeč volí rychlost svařování v závislosti na geometrických rozměrech švu.

V dnešní době lze na internetu nalézt tabulky závislostí všech uvedených veličin. Kromě toho zde můžete najít spoustu vzdělávacích materiálů, které podrobně pokrývají elektrické svařování trubek: videa, pokyny, doporučení.

Montáž spojů trubek malého průměru (do 100 mm) s tloušťkou stěny 2 až 10 mm z nízkouhlíkových ocelí:

• Spoje jsou sestaveny do přípravků a upnuty v jednom nebo dvou bodech. Pokud existují dva uchopovací body, pak jsou umístěny symetricky.
• Spoje upevněné jedním připínáčkem se okamžitě opaří, počínaje stranou proti připínáčku;
• Pokud je tloušťka stěny menší než 3 mm, provádí se lepení elektrodou o průměru nejvýše 2,5 mm;
• Spoje výrobku s tloušťkou stěny větší než 4 mm jsou svařeny nejméně ve dvou vrstvách – kořenový šev a lícní lišta.
• Při svařování dílů o průměru od 30 do 83 mm se svislý spoj svařuje po částech po ¾ obvodu;
• Každá následující horizontální spárová lišta se pokládá v opačném směru;
• „Zamykací“ části následujících válečků jsou posunuty vzhledem k předchozím švům.

• Při svařování spojů v rotátorech se musí rychlost otáčení výrobku rovnat rychlosti svařování.
• Poloha svarové lázně, nejvhodnější pro vytvoření svaru, není v nejvyšším bodě spoje, ale v bodě 30-35 stupňů od svislice ve směru opačném k otáčení.
• Pokud je použití rotátorů nepraktické nebo nejsou k dispozici, musí být svarové spoje natočeny v úhlech 60-110 stupňů. Díky tomu je šev vytvořen v nejpohodlnější, nižší poloze.
• trubky otočené o 180 stupňů se svařují ve třech krocích:

1. nejprve ve dvou krocích svaříme dvě horní čtvrtiny průměru trubky ve směru k sobě v jedné nebo dvou vrstvách;
2. poté otočte trubku o 180 stupňů a svařte zbývající část spoje na plnou tloušťku;
3. pak se trubka znovu otočí o 180 stupňů a zbývající řez se vyvaří.

Svařování pevných spojů

• Svislé neotočné spoje se svařují ve dvou krocích. Obvod spoje je konvenčně rozdělen svislou středovou osou na dvě části. Každá z nich má tři polohy: stropní, vodorovnou a spodní. Strop je oblast, která zaujímá přibližně 20 stupňů od nejnižšího bodu dílu.

Spodní poloha je část, která také zabírá přibližně 20 stupňů od horního bodu součásti. Mezi těmito polohami je horizontální poloha. Svařování začíná od stropní polohy a končí dole (tj. provádí se od nejnižšího bodu dílu k nejvyššímu bodu).

Každá sekce je svařena krátkým obloukem rovným polovině průměru elektrody. Přesah švů (zámek) závisí na průměru dílu a může se pohybovat od 20 do 40 mm. Musíte začít svařovat s „úhlem dozadu“ a skončit „úhlem dopředu“.

• Vodorovné neotočné spoje jsou svařeny pod úhlem dozadu. Sklon elektrody vzhledem k vertikální ose by měl být 80-90 stupňů. Vařte středním obloukem.

Vlastnosti ručního obloukového svařování trubek

Při obloukovém svařování trubek je třeba vzít v úvahu několik důležitých nuancí:

1. Při svařování trubek je nutné neustále sledovat délku elektrického oblouku, protože určuje velikost plynového pláště, který zabraňuje vstupu vzduchu do svařovací zóny.
2. Svařování se provádí plynulými pohyby, což zaručuje rovnoměrné vyplnění švu roztaveným kovem.
3. Plynulé pohyby ze strany na stranu řídí tloušťku návaru.
4. Výrobky s velkým průřezem a silnými stěnami jsou svařovány zevnitř i zvenku.

Druhy potrubí a svařování

Existuje obrovské množství potrubí, která se používají k pohybu různých materiálů a pracovních tekutin. Na základě jejich účelu existuje následující klasifikace:

• technologický;
• kmen;
• průmyslový;
• Potrubí pro přívod plynu;
• voda;
• kanalizace.

Při výrobě potrubí se používají různé materiály – keramika, plast, beton a různé druhy kovů.

Existuje mnoho druhů svařování, které se dělí do mnoha klasifikací. Než začnete svařovat trubky, musíte zjistit, jaký je nejlepší způsob, jak to udělat. Teoreticky je každý typ vhodný pro svařování trubek malých i velkých průměrů. Lze jej provádět tavením a tlakem. Metody tavení zahrnují svařování elektrickým obloukem a plynem a tlakové metody zahrnují plynový lis, studený, ultrazvukový a kontaktní. Nejběžnější způsoby připojení komunikací jsou ruční elektrický oblouk a mechanizace.

Pořadí přípravných prací

Svařování trubek pomocí ručního svařování bude od vás vyžadovat řadu přípravných kroků:

1. Očistěte okraje trubek a přilehlou oblast švu od nečistot, rzi a olejů.
2. Pro vysoce kvalitní svařování musí být potrubní prvky instalovány od konce ke konci a vzájemně vyrovnány.
3. Nastavte optimální režim svařování a nainstalujte na svářečku elektrody, které splňují technologické požadavky.
4. Před zahájením svařovacích prací nainstalujte na potrubí uzemňovací kontakty.
5. Chcete-li spolehlivěji upevnit prvky potrubí k sobě, proveďte několik příchytek po obvodu – malé svary, které zafixují přesnou polohu svařovaných prvků.

Režimy a GOST

Běžný univerzální ruční obloukový svařovací stroj může poskytovat různé druhy režimů svého provozu.

Tato funkce umožňuje zajistit ovladatelnost některých parametrů. Na těle jakéhokoli zařízení je odpovídající označení a klasifikace, podle které si můžete vybrat požadovaný režim.

Kvalita spojení při provádění ručního obloukového svařování do značné míry závisí na správně zvoleném provozním režimu.

Volbu režimu tedy ovlivňuje průměr použité elektrody, zvolený parametr proudu, ale i indikátory napětí přímo na oblouku.

Navíc do značné míry závisí na značce samotného materiálu.

Pro obloukové svařování můžete nezávisle vypočítat jeho provozní režim, pro který byste měli vzít tloušťku materiálu a rozměry použité elektrody a svařovat s ním.

Aby byl šev při provádění obloukového svařování vysoce kvalitní, je nutné prostudovat odpovídající GOST.

Upravuje rozměry spojů, vlastnosti konstrukčních prvků, typy a značky materiálů, které by měly být použity v pracovním procesu.

Obloukový svařovací stroj musí plně zajistit shodu s GOST. Je třeba také poznamenat, že volba provozního režimu pro obloukové svařování by měla být také provedena na základě doporučených norem.

Různé typy norem, jsou-li přísně dodržovány, umožňují vyrábět práce nejvyšší kvality.

Je třeba také poznamenat, že ruční obloukové svařování lze použít pro práci s širokou škálou typů kovů, pro každý z nich se samostatně volí pouze vlastní parametry připojení.

Různé techniky obloukového svařování

Svařování potrubí lze provádět několika technologickými způsoby:

Svařování s rotací spoje

Nejprve se vyrobí tři chňapky ve 4, 8 a 12 hodin. Poté se udělají dva hlavní stehy přibližně od 1 do 5 hodin a od 11 do 7 hodin. Poté se trubka otočí o 90 stupňů a nanesou se dokončovací švy, které zcela utěsní spojení obou švů.

Aby se předešlo popálení, doporučuje se pro první vrstvu použít 4mm elektrodu značky SM-11, VSC-1 nebo UONI-11/45(55) a pro vytvoření elektrického oblouku nastavit proud na 130 A (±10 A). Chcete-li provést druhou a třetí vrstvu, musíte vzít elektrody 5-6 mm a proud by měl být zvýšen na 200-250 A.

Svařování bez rotace spoje

Tato technologie se používá při práci se stacionárním potrubím, které nelze přemístit. První vrstva se provádí zdola nahoru a druhá a třetí vrstva se mohou provádět jak shora dolů, tak zdola nahoru.

Svařování těžko přístupných míst, např. části potrubí přitisknuté k betonové podložce nebo cihlové zdi, je nutné provést přes návazec – technologický otvor na horní straně trubky. Po ukončení svařovacích prací se zavaří i technologický otvor.

Svařování trubek v zimních podmínkách

Při záporných teplotách se svařovací zóna rychle ochlazuje a odstranění horkých plynů z roztaveného kovu je naopak obtížné. Z tohoto důvodu se ocel trubek stává křehkou, což prudce zvyšuje riziko tepelné destrukce oceli, výskyt trhlin za tepla vycházejících ze svaru a také ztvrdnutí struktur.

Aby se předešlo těmto vadám, je nutné za prvé spojit prvky potrubí co nejtěsněji k sobě, za druhé je nutné zahřát povrch kovu do světle červeného odstínu a konečně za třetí, proudová síla musí být zvýšena o 10-20%. To vám umožní dosáhnout houževnatého a tažného svaru, který spolehlivě utěsní mezeru mezi trubkami i při silném mrazu.

Výběr elektrod

Spojení ocelových segmentů potrubí musí být provedeno pomocí vysoce kvalitních spotřebních materiálů, jinak je nepravděpodobné, že bude dosaženo dobrého výsledku.

Například, pokud jde o výběr elektrod, za nejlepší jsou považovány následující modely:

• ANO-21, ANO-24 a MR-3. Fungují na střídavý proud. Práce je povolena i s mokrým nátěrem. Náklady na výrobky jsou nízké, což vysvětluje jejich poptávku v každodenním životě; jsou ideální pro spojování konstrukčních prvků bran, skleníků a jiných lehkých konstrukcí, které nejsou vystaveny vysokému zatížení. Práce s potrubím, ve kterém je médium dopravováno pod velkým tlakem, není dovoleno.
• SSSI. Kvalita jader si zaslouží lichotivé recenze i od profesionálních svářečů, ale mají nevýhodu – práci nelze provádět vysokou rychlostí. Stabilitu oblouku je nutné neustále hlídat, svar se ukládá postupně, takže pracovník musí mít určité zkušenosti s interakcí s klasickými elektrodami ANO a MR.
• Elektrody LB-52U jsou vynikající pro kovové trubky. Toto je japonský vývoj. Je to ten, který je preferován při realizaci velkých projektů. Tvoří rovnoměrný a stabilní oblouk, výsledný šev spojuje pevnost a estetiku. Nevýhodou je poměrně vysoká cena, ale jsou vhodné jak pro specialisty, tak pro začátečníky.

Připojení lze provést jedním z následujících způsobů:

1. Tupý spoj, kdy jsou spojované trubky umístěny proti sobě. Nejběžnější možnost, vyznačující se relativní snadností implementace. Vyznačuje se však i určitými obtížemi. Prvním bodem je, že je lepší pracovat zdola. Druhým bodem je, že je nutné důkladně svařit kov tak, aby hloubka průniku odpovídala tloušťce stěny.
2. Překrývající se. Tato metoda je zaměřena na spojování prvků, které se zpočátku liší průměrem, nebo segmentů, z nichž jeden je rozšířen, to znamená, že jeho průměr je záměrně zvětšen mechanickým působením.
3. T-spoj je vyroben pod úhlem 90 stupňů.
4. Rohové spojení předpokládá, že úhel mezi spojenými segmenty je menší než 90 stupňů.
   užitečných rad

Před elektrickým svařováním trubek stojí za to zapamatovat si řadu tipů, jejichž dodržování zjednoduší proces a také zlepší kvalitu konečného výsledku:

• Pokud je připojení provedeno metodou tupého nebo T-kusu, pak nejlépe fungují elektrody, jejichž průměr se pohybuje od 2 do 3 milimetrů.
• Doporučený proud je od 80 do 100 ampér, s výjimkou svařování překrytím, kdy se doporučuje zvýšit na 120 ampér.
• Při plnění svarového švu musíte zajistit, aby vzestup kovu nad rovinou prvku dosáhl 2-3 milimetrů.
• Pokud průřez trubky nejsou obvyklé ovály nebo kruhy, ale profily, to znamená obdélníky a čtverce, použije se bodová metoda připojení.

Jeho podstatou je, že zpočátku musíte svařit malou plochu na jedné ze stran. Dále – podobný úsek na opačné straně, pak – na zbývajících dvou rovinách. Teprve poté je trubka konečně svařena.

Přípravné operace

Konečná kvalita spoje závisí nejen na profesionalitě svářeče a použití „správných“ elektrod, ale také na tom, jak dobře je provedena předběžná příprava.

Skládá se z následujících operací:

• Kontrola souladu geometrie spojovaných prvků se zvolenou technologií. Je třeba pamatovat na to, že tloušťka stěny musí být shodná, jinak nebude možné plně svařit silnostěnnou trubku a v případě práce s tenkostěnným výrobkem naopak riziko propálení zvyšuje.
• Přítomnost vad na svařovaných výrobcích, ať už se jedná o praskliny, záhyby nebo deformace, není povolena. Během procesu tepelné roztažnosti se mohou proměnit v oblasti úplného zničení konstrukce.
• Geometrické odchylky řezu nejsou povoleny. Jeho úhel musí být 90 stupňů, jinak nebude svarový šev dostatečně pevný a vzniknou problémy s jeho tvorbou, což bude představovat hrozbu zničení celé konstrukce.
• Okraje spojovaných trubek je třeba čistit, dokud se neobjeví lesklý kovový povrch, na který se používá hrubý brusný papír nebo speciální kartáč. Minimální délka čištěné plochy je centimetr od okraje.
• Mastnota a jiné nečistoty, stopy barvy a koroze jsou odstraněny. Nejúčinnějším prostředkem pro odstraňování je chemické rozpouštědlo.

Technologie svařování trubek vyžaduje dodržování následujících pravidel:

• Šev musí být souvislý, to znamená, že končí v místě svého začátku. Odtržení elektrody od povrchu není povoleno. Je nemožné dodržet pravidlo, pokud je průměr potrubí příliš velký. V takové situaci se používá vícevrstvé svařování. Počet vrstev musí korelovat s tloušťkou stěn.

2 vrstvy odpovídají tloušťce menší než 6 milimetrů, 3 – od 6 do 12, 4 – více než 12. Před nanesením dalších vrstev se musíte ujistit, že první zcela vychladla

• Před svařováním dvou trubek je třeba je upevnit. Lepenka zjednoduší práci, eliminuje příčné a podélné pohyby a umožní vám vytvořit rovnoměrný a pevný šev bez zbytečné námahy.
• Když je tloušťka stěny trubky větší než 4 milimetry, je možné vytvořit kořenový šev, jehož hlavním rysem je vyplnění oblasti mezi sousedními okraji do celé hloubky. Alternativou ke kořenovému švu je válečkový analog, který je označen 3 mm korálkem na horní straně švu.
• Kontrola kvality švu. Poklepává se kladivem, což umožňuje odstranit vměstky strusky. Poté se provede vizuální kontrola prasklin, oblastí s nedostatečnou penetrací, třísek, rýh a popálenin;

Pokud bude potrubím dopravována kapalina nebo jiné médium pod tlakem, provede se zkušební provoz ke zjištění těsnosti.

Velmi často při montáži a výrobě technického potrubí potřebujeme provést trvalé potrubní spoje, které se zhotovují svařováním potrubí. K provádění tohoto typu práce se zpravidla používají následující typy svařování:

• ruční svařování plynem
• ruční obloukové svařování
• automatické svařování elektrickým obloukem v ochranných plynech

V nezodpovědných, stejně jako v nízkotlakých potrubích, nejoblíbenější ruční obloukové svařování střídavý nebo stejnosměrný proud. Tento typ svařování je nejrychlejším, nejpraktičtějším a cenově nejvýhodnějším typem svařování. Touto metodou snadno a rychle svaříte vodovodní potrubí a nízkotlaké plynovody. V některých případech se tento typ svařování používá i ve středotlakých potrubích. Toto rozhodnutí může učinit vedoucí stavby, specialisté z kovové laboratoře nebo zástupce technického dozoru ve vašem zařízení. Ekonomicky je v tomto případě svařování střídavým proudem výnosnější. To je způsobeno nízkou cenou spotřebního materiálu a samotného svařovacího zařízení používaného při tomto typu svařování. V případě kritičtějších svářečských prací se používá především stejnosměrné svařování. Tento způsob svařování umožňuje použití kvalitnějších přídavných materiálů z výše legovaných ocelí, což následně ovlivňuje kvalitu výsledného svaru.

Ruční svařování plynem také umožňuje získat vysoce kvalitní svar, je však třeba poznamenat několik nevýhod tohoto typu svařování. Jedná se o vyšší náklady spojené s použitím svařovacích plynů a také nižší rychlost práce. Kromě toho přeprava a údržba svařovacího zařízení nezbytného pro ruční svařování plynem může také způsobit řadu určitých nepříjemností. Proto tato metoda každým dnem stále více ustupuje do pozadí.

Provádí se svařování kritických vysokotlakých a středotlakých potrubí pomocí kontroly kvality svarového spoje kombinovaná metoda svařování. Tato metoda se provádí pomocí dvou typů svařování, a to svařování kořene potrubí pomocí svařování elektrickým obloukem v ochranném plynu (argon), následuje překrytí pomocí ruční svařování elektrickým obloukem. V řadě zvláště kritických případů se svařování potrubí provádí výhradně elektrickým obloukem v prostředí ochranného plynu. Tento šev bude nejčistší a nejkvalitnější.

Technologie svařování potrubí.

Ruční svařování elektrickým obloukem pomocí kovových elektrod s ochranným povlakem je nejběžnější metodou svařování při výrobě potrubí s jmenovitým vrtáním větším než 80 mm s tloušťkou stěny 3 mm a další. Tato metoda svařování je 1,5-2krát levnější a produktivnější než svařování plynem. Ruční svařování se používá především na místě instalace v podmínkách, kde je použití mechanizovaného svařování obtížné.

Podstata metody je následující. Teplo potřebné k zahřátí okrajů kovu se získává spalováním elektrického oblouku vytvořeného mezi svařovaným kovem a kovovou elektrodou. Elektrický oblouk taví základní kov a taví kovovou tyč elektrody (teplota oblouku dosahuje 3500°C a vyšší). Roztavený kov vyplní mezeru mezi okraji svařovaných dílů a po ztuhnutí je spojí v jeden celek. Pro vytvoření svaru je elektrodě dán složitý pohyb – směrem k dílu, podél švu a přes šev.

V závislosti na tloušťce stěny potrubí se svařování spojů provádí v jedné nebo více vrstvách (přechodech). Počet vrstev švu při ručním obloukovém svařování závisí na tloušťce stěny trubky:

Tloušťka stěny potrubí, mm	DoZ	4-5	6-9	10-12	13-15
Počet vrstev švů	1	2	3	4	5

Při ručním obloukovém svařování potrubí je velmi důležité zvolit správný typ a značku elektrod. Technologické vlastnosti a pevnostní charakteristiky elektrod do značné míry určují výkon svařování, stejně jako těsnost, pevnost a životnost svarových spojů potrubí. Ocelové elektrody pro obloukové svařování ocelí se dělí do tříd: pro svařování uhlíkových a legovaných konstrukčních ocelí, legovaných žáruvzdorných, vysokolegovaných a ostatních ocelí. Kromě toho se elektrody dělí na typy: E42, E42A, E46, E50 atd. Číslo udává průměrnou hodnotu dočasné pevnosti v tahu svarového kovu v kgf/mm 2. Každý typ elektrody odpovídá jedné nebo více značkám charakterizovaných složením povlaku, značkou elektrodového drátu a technologickými vlastnostmi (tabulka).

stůl
Kovové elektrody pro svařování trubek elektrickým obloukem
Typ elektrody	Značka elektrody	koeficient depozice, g/ct’H	Mechanické vlastnosti		Typ a polarita proudu
			dočasný odpor kgf/mm 2	relativní prodloužení, %
42	VCS-1	9,5-13,5	42	18	Variabilní a konstantní
42	OMM-5	8,5-9	44-50	18	Totéž
46	MP-3	7,25	46-57	22,1	»
E42A	UONI-13/45	9,8	43-45	28-32	Konstantní, obrácená polarita
E42A	sm-p	9,5-10,5	46-53	25-34	AC a DC, obrácená polarita
E42A	UP-1/45	9,9-10,3	43,5-46,2	28-33	Totéž
46	vsp-z	11,8	46-51	18-31	»
E50A	UONI-13/55	8	50-55	25-30	Konstantní, obrácená polarita
E50A	VSK-50	11	50	28	AC a DC, obrácená polarita
E50A	UP-1/55	10	54-56	28	Totéž
E60A	UONI-13/65	8	60-65	20-25	Konstantní, obrácená polarita
70	K-70	7,8	70	12	Totéž
85	UONI-13/85	9,8	85___ 90	15-20
85	TsL-18	c!b5	85,9	13,3	»
100	TsL-19	9	107,6	12,6	»
10-11
EA1	UONI-13/NZH	60-70	35-50	»
EA1	ENTU-3*	–	59-65	32-45	»

Kvalita svarových spojů se kontroluje pomocí ultrazvukového testování nebo rentgenového záření. Tyto kontrolní metody umožňují provádět výstupní i vstupní kontrolu kvality svarových spojů.