Сварка труб: технология и практические советы

Сварка – это один из наиболее часто используемых способов создания неразъемных соединений труб. И это неудивительно, ведь сварные соединения отличаются прочностью, которая сравнима с прочностью цельных участков трубопровода. Кроме того, при выполнении сварки не требуется применения дополнительных элементов – соединительных фитингов. Существуют разные способы сварки. Так, для сборки магистральных трубопроводов применяется полностью автоматическая орбитальная сварка труб, а при сборке трубопровода при частном строительстве чаще применяют ручные методы работы.

Сваривание металлических труб

Сваривание металлических труб

В строительстве и на производстве используют различные виды труб, и многие из них можно соединять путем сваривания. Естественно, что технология сварки выбирается в зависимости от материала, из которого изготовлены трубы.

Монолитные соединения труб используются на тех участках трубопровода, которые в процессе эксплуатации обслуживать не планируется. А из всех неразъемных соединений – сварка является самым надежным. Конечно, данное утверждение справедливо только в том случае, если сварку выполняет профессионал. Поскольку этот процесс достаточно сложный, он требует знания свойств материалов и многочисленных нюансов работы.

Способы сварки труб

Газовая сварка

Газовая сварка

Существует много способов сварки. Их классификация проводится по нескольким признакам. Так, по методу воздействия на материал, выделяют:

  • Термическую сварку. К этому типу относят все способы, в которых предусмотрено плавление материала – дуговая, газовая, лазерная, плазменная и пр.
  • Термомеханическую сварку. В этом случае для соединения материалов применяется магнитоуправляемая дуга, к этому же методу относят и контактную стыковую сварку.
  • Механическую сварку. Это процессы, в которых соединение деталей осуществляется путем использования трения или взрывов.

По типу используемого носителя энергии принято выделать:

  • Газовую сварку.
  • Плазменную сварку.
  • Дуговую сварку.
  • Лазерную сварку.
Дуговая сварка

Дуговая сварка

По методу выполнения работы и использованию автоматики все процессы разделяют на:

  • Роботизированную сварку.
  • Автоматизированную сварку.
  • Механическую сварку.
  • Ручную сварку.

Для защиты зоны формирования шва выделяют процессы, производимые:

  • Самозащитных покрытий сварочной проволоки или электродов.
  • С применением определенных газовых средств (аргон, гелий и пр.).
  • С использованием флюсов.

По типу используемого расходного материала выделяют сварочные процессы с применением:

  • Плавящихся электродов.
  • Неплавящихся электродов.

 

Подготовительные работы перед осуществлением сварки

Телескопический труборез

Телескопический труборез

Перед тем, как приступить к сварочным работам, нужно обязательно убедиться в том, что используемые трубы, фитинги и прочие элементы трубопровода были подобраны в соответствии с проектом. Кроме того, все материалы должны отвечать требованиям к качеству, которые зафиксированы в нормативных документах – ГОСТах, СНиПах, и ТУ.

Чтобы подготовить кромки труб к процессу сварки, как правило, используется механическая обработка. При работе труб небольшого диаметра применяют:

  • Труборезы.
  • Торцеватели.
  • Фаскосниматели.

Обработка труб диаметром более 520 мм требует использование шлифмашинок или орбитальных фрезерных аппаратов.

Совет! Обязательным этапом подготовки труб является их очистка от грязи и пыли. Очистке должны быть подвержены и внешние поверхности, и внутренние полости.

Прогревание области сваривания

Прогревание области сваривания

При работе с металлическими трубами перед началом сварки рекомендуется выполнить предварительный прогрев области сварки. Прогрев кромок позволяет регулировать время остывания области сварки, а также способствует активному выведению активного водорода, что снижает риск образования трещин при остывании шва.

К предварительным операциям можно отнести и выравнивание стыков, которые будут подвержены сварке. Для этого применяется специальное оборудование — центратор для сварки труб. Эти аппараты применяют при сваривании труб различного диаметра, основное назначение устройств – надежная фиксация труб в нужном положении.

Делается это для того, чтобы не допустить смешения стыков труб относительно друг друга в процессе проведения сварки. Кроме того, это оборудование позволяет обеспечить безопасность работ, когда сварка производится в сложных условиях, например, под трубами магистрального трубопровода.

Кроме того, центраторы универсальные для сварки труб имеют дополнительные функции, а именно – устранение эллипсности труб. Невозможно произвести качественную сварку труб, одна из которых имеет идеально круглую форму, а вторая деформирована до формы эллипсности. Для выравнивания используют выжимные болты, устанавливаемые на центратор.

 

Сварка стальных труб

Сваривание стальных труб

Сваривание стальных труб

Существуют различные технологии сварки, используемые для работы с разными материалами.

 

Электродуговая сварка стальных труб

При всей кажущейся простоте сварка стальных труб является сложнейшим процессом, которому необходимо учиться. Каждый раз разрабатывается технологическая карта сварки стальных труб, в которой учитываются специфические факторы процесса: диаметр труб, толщина их стенок, место расположения шва, направление сварки и пр.

При сваривании стальных труб часто применяется электродуговая сварка, в том числе и ручная. Процесс проходит так:

  • Особенностью процесса является то обстоятельство, что трубу нельзя повернуть, поэтому для удобства работы сварщику приходится перемещаться самому.

Совет! Если труба расположена неудобно, например, проходит близко к стене, то для выполнения швов профессионалы используют разные методы. Например, производят сваривание при помощи зеркала. Или формируют внутренние швы. Для этого в трубе проделывается отверстие, через которое производится сварка стыка изнутри. После чего заваривается само отверстие.

Работа газовой сваркой

Работа газовой сваркой

  • В обычном режиме на первом этапе заваривается нижний стык трубы. Для выполнения этой работы сварщик должен обладать умением делать потолочные швы, которые считаются наиболее сложными.
  • Далее обрабатывают боковые стыки, которые заваривают вертикальным швом.
  • Последний этап работы – заваривание верхнего стыка.
  • В результате получился шов, которые называется «коренным». Его требуется отбить от шлака и закрыть вторым швом, который накладывается с перекрытием первого.

По этой же технологии производится сварка квадратных труб. Этот вид труб не используют для монтажа трубопроводов, а вот для сооружения различных несущих металлоконструкций применяют очень широко.

Особенности газовой сварки

  • Используя газовое оборудование, производят стыковую сварку с формированием выпуклого шва. Высота выпуклости зависит от толщины стенки трубы.
  • Если свариваются трубы, имеющие толщину стенок до 3 мм, то швы можно выполнять без скоса кромки. В противном случае, необходимо заранее подготовить кромки, выполнив скос под углом 45 градусов.

Совет! Важно следить, чтобы в процессе сварки расплавленный металл не попадал внутрь трубы, так как это приведет к снижению пропускной способности трубы.

Пример оцинкованных труб

Пример оцинкованных труб

  • Газовую сварку рекомендуется проводить при нижнем положении шва, поэтому, по возможности, работу производят поворотным методом. Но если это невозможно, то допускается выполнение вертикальных и потолочных швов.
  • Основной инструмент для проведения этого типа сварки – резак и горелка, в которую подаются два типа газа – ацетилен и кислород. На горелках имеются регулирующие устройства, позволяющие контролировать количество подаваемого газа.
  • Процесс сварки заключается в нагревании кромок труб до температуры плавления, при этом одновременно происходит плавление присадочной проволоки, материал которой заполняет пространство стыка.

 

Особенности сварки труб из оцинкованной стали

Зачастую для монтажа трубопровода используют трубы из оцинкованной стали. Нужно заметить, что сварка оцинкованных труб имеет свои нюансы.

  • Цинк, покрывающий поверхность трубы, при нагревании начинает выгорать с образованием белых хлопьев. Поэтому в процессе подготовительных работ кромки обрабатывают соляной кислотой.

Совет! В процессе сваривания оцинкованных труб в воздух выделяется большое количество вредных веществ. Поэтому при выполнении работы следует обеспечить хорошую вентиляцию рабочего места и защитить органы дыхания респиратором. Профессиональные сварщики используют для защиты специальные модели сварочных масок, оборудованные принудительной вентиляцией.

Приваривание фланца к трубе

Приваривание фланца к трубе

  • Для защиты слоя цинка от разрушения при сваривании труб применяют специальные технологии. В процессе используются флюс HLS-B и сплав UTP 1. На обезжиренную поверхность кромок труб наносят флюс толстым слоем, для сварки используют газовое пламя, выставленное с избытком кислорода. Пруток из обозначенного выше сплава расплавляется в пламени горелки. При этом сварщик должен следить, чтобы пламя плавило пруток, но не разогревало сами трубы. После завершения сварки остатки флюса удаляются. Данная технология позволяет получать швы, которые не нуждаются в дополнительной антикоррозийной обработке.

Приваривание фланцев

При необходимости выполнить разъемное соединение используют специальные элементы – фланцы. Но предварительно должна быть выполнена сварка фланца с трубой. Для этого используют:

  • Электродуговую сварку.
  • Контактную сварку.
  • Полуавтоматическую сварку под флюсом.

 

Лазерная сварка – перспективная технология

Лазерное сваривание труб

Лазерное сваривание труб

При выполнении этого вида сварки нагревание металла осуществляет при помощи луча лазера. Лазерный луч, в отличие от луча светового, отличается направленностью, когерентностью и монохроматичностью. Благодаря этим качествам, луч фокусируется на крайне малой площади металла, создавая при этом энергию, достаточную для расплавления металла.

Нужно сказать, что лазерная сварка труб способна обеспечить высокую точность работы, даже если необходимо работать с очень мелкими деталями. Кроме того, большим преимуществом способа является то, что сварочная установка может располагаться на удалении от места сварки. Данные установки позволяют осуществлять сварку в местах, куда непросто добраться.

Итак, сваривание труб из стали – это сложный процесс, который следует поручать исключительно профессионалам. А вот сваривание труб из пластика любой домашний мастер может осуществить сам. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть, как осуществляется сварка труб пвх — видео и фото, на которых демонстрируются все стадии процесса несложно найти в сети.