Способы сварки металлических труб и стандарты ГОСТ
Монтаж магистралей любого назначения из трубопроката производится чаще всего с помощью сварочных работ. Причём сварка труб в домашних условиях может производиться двумя способами:
- Дуговым;
- Газосварочным.
При этом оба вида сварки можно поделить на категории:
- Пластическая (сварка давлением);
- Сварка плавлением металла электрода и припоя.
К каждому из методов соединения металла предъявляются определенные требования, которых стоит придерживаться для получения высокого качества сварного шва.
Важно: сварочные работы производят в основном промышленным швом, который соответствует СНиП III-Г.9—62. Соблюдение норм и правил позволяет поучить шов высокого качества. При выполнении работ в основном используют автоматическое или полуавтоматическое оборудование.
Сварка дуговая электрическая
![Этот тип соединения трубопровода выполняется при переменном или постоянном токе сварка труб](http://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2016/11/1-31.jpg)
Этот тип соединения трубопровода выполняется при переменном или постоянном токе. Так, если речь идет о сварке труб при использовании постоянного тока, то к свариваемой трубе подсоединяют плюсовой провод, который подключен параллельно к плюсовому полюсу сварочного аппарата. А второй провод подключают к электроду и минусовому полюсу оборудования. Такая сварка называется сваркой с прямой полярностью. Если де провода соединяются в обратном (противоположном) порядке, то такое выполнение работ называют сваркой с обратной полярностью.
Важно: с точки зрения экономической выгоды более удобной считается дуговая сварка при переменном токе. В этом случае происходит меньшее потребление электроэнергии. Кроме того в этом случае обслуживание оборудования является более простым в отличие от ухода за оборудованием постоянного тока.
Сварка труб с помощью электродугового метода применяется по ГОСТ чаще всего для соединения элементов трубопровода, которые имеют внутренний просвет не менее 80 мм и толщину стенок от 3 мм. Электродуговая сварка выгодно отличается также и от газовой сварки тем, что для этой операции предусмотрено меньшее количество расходных материалов, которые в свою очередь имеют меньшую стоимость.
Принцип такого способа соединения заключается в непрерывном горении дуги, которая формируется между электродом и плавящейся кромкой металла. При горении души формируется постоянная температура около 3500 градусов по Цельсию. Благодаря этому металл трубопровода плавится и заполняет собой зазор между двумя элементами свариваемой магистрали.
Важно: при сварке движение электрода происходит сначала по направлению к зазору, потом вдоль него или поперек зазора. В результате получается ровный сварной шов товарного вида.
Стоит знать, что в зависимости от толщины стенок трубопровода зависит глубина (количество слоёв) сварного шва. Согласно ГОСТ сварной шов следует выполнять в такое количество слоёв:
- Для трубы со стенками до 3 мм формируют шов в один слой;
- Для трубопровода со стенками 4-5 мм шов делают в 2 слоя;
- Труба с толщиной стенок 6-9 мм — шов в три слоя;
- Толщина стенок 10-12 мм — шов толщиной в 4 слоя;
- Стенки 13-15 мм — шов в 5 слоев.
Соответствие рабочего места сварщика по ГОСТ
![Оператор, выполняющий соединение трубопровода при помощи сварки должен иметь хорошо оборудованное рабочее место сварки труб](http://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2016/11/2-31.jpg)
Оператор, выполняющий соединение трубопровода при помощи сварки должен иметь хорошо оборудованное рабочее место. На нём должны находиться все инструменты и комплектующие для выполнения качественной сварки:
- Сам сварочный аппарат;
- Ящики для электродов и огарков;
- Зубило и молоток для снятия шлака со сварочного шва;
- Гибкий сварочный кабель нужного сечения, качественно изолированный.
- Защитный костюм, рукавицы и шлем.
При этом стоит знать, что маска изготавливается из фанеры или специальной фибры, что позволяет защитить лицо и глаза от ультрафиолета, брызг расплавленного металла и инфракрасного излучения. Вес защитной маски составляет около 600 гр. в области глаз оператора располагается светофильтр, покрытый снаружи обычным стеклом. Такая вставка защищает глаза оператора от вредного излучения, образуемого при сварке.
Помимо перечисленных инструментов и костюма сварщик должен иметь электродержатель, который по ГОСТ должен соответствовать таким параметрам:
- Вес — не более 0,5 кг;
- Изоляция от тока;
- Иметь защиту от перегрева в условиях длительного применения;
- Кроме того, хороший электродержатель позволяет менять электроды под любым углов в процессе выполнения работ.
Выбор электродов
![Качество сварки полностью зависит от правильно подобранных электродов сварка трубы](http://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2016/11/3-30.jpg)
Качество сварки полностью зависит от правильно подобранных электродов. Грамотный выбор электрода позволяет получить надёжный и герметичный шов, отвечающий установленным стандартам.
По типу стали, для которой применим электрод, его можно поделить на такие типы:
- Э42;
- Э42А;
- Э46;
- Э50;
где буква Э означает слово «электрод», а число обозначает временное сопротивление металла трубопровода на разрыв при образовании шва.
Кроме того, стоит знать, что диаметр электрода также подбирается в зависимости от толщины стенок трубы.
Газовая сварка
![Принцип выполнения газовой сварки заключается в формировании пламени от смеси кислорода и ацетилена сварка трубопроводов](http://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2016/11/4-24.jpg)
Этот способ соединения трубопровода рекомендовано по ГОСТ применять в том случае, если металл элементов для сварки имеет толщину стенок меньше, чем 3,5 мм и внутренний диаметр до 8 см. Обусловлено это тем, что газовая сварка менее травматична для металла (механическое воздействие на металл) ниже, чем электродуговая сварка. Кроме того, металл, расплавленный в результате газового сварного соединения, имеет меньшую вязкость и коэффициент удлинения.
Принцип выполнения газовой сварки заключается в формировании пламени от смеси кислорода и ацетилена. В результате пламя плавит металл трубопровода и специальной присадки, которая используется для формирования сварного шва.
Важно: стоит знать, что пламя газовой горелки способно прогревать металл на ширину, в 2,5-3 раза больший, чем глубина сварного шва.
Важно: чтобы сварить трубопровод с толщиной стенок от 4 мм и больше, необходимо формировать специальную кромку-фаску для более качественного плавления металла.
Согласно СНиП газовая сварка труб выполняется только в хорошо проветриваемом месте, поскольку испарение газов при сварке негативно действует на здоровье оператора.
Качество сварного шва по ГОСТ
![При проведении соединения труб методом сварки любого типа стоит контролировать качество шва сварка трубопровода](http://vodakanazer.ru/wp-content/uploads/2016/11/5-20.jpg)
При проведении соединения труб методом сварки любого типа стоит контролировать качество шва. Такой процесс позволяет своевременно выявить дефекты сварных соединений и предотвратить разгерметизацию трубопровода. Контроль, согласно ГОСТ, проводят несколькими способами:
- Визуальный осмотр сварного шва на всех стадиях его формирования. Так, при визуальном осмотре следует выявлять наличие свищей, трещин и прожогов в металле. В случае обнаружения таких дефектов трубопровод переваривают заново, предварительно срезав некондиционный участок.
Важно: участки стыков, проваренные заново и подвергавшиеся исправлению, подлежат обязательным физическим испытаниям.
- Механические испытания сварки труб над сформированным швом и соединением труб. В этом случае сварной шов проверяют на растяжение, загиб, ударную вязкость или растяжение в зависимости от назначения магистрали. Чтобы проводить механические испытания полученного шва оператор во время сварки должен параллельно выполнять сварку пробных стыков. Именно они потом служат образцами для проведения механического контроля.
Важно: подобным методом проверяют качество сварки только на тех магистралях, которые подведомственны организациям Госгортехнадзора. При этом испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 6996—54.
- Физический способ контроля сварки труб, подразумевающий использование рентгена, гамма-лучей, ультразвуковых волн и пр. Такие способы испытаний также выполняют только на трубопроводах особого назначения. В этом случае полученные швы подвергают просвечиванию рентген-лучами с целью выявления внутренних трещин, пор, шлака. При этом следует знать, что существую не только промышленные рентген-установки, но и мобильные, для выполнения физического контроля в монтажных условиях. Подобным образом и в этих же целях используют и гамма-лучи. При проникновении через сварной шов луч откладывает свой отпечаток на плёнку с внутренней стороны соединения. И если обнаружены недочеты и дефекты в сварном соединении, то плёнка в этих местах будет более тёмной. Физическая проверка проводится в соответствии с ГОСТ 7512—55. При этом отбраковке подлежат участки трубопровода с такими дефектами в соединении:
- Трещины любой формы и размера;
- Наличие шлака в сварном шве и пор, количество которых превышает 10% толщины стенки трубы;
- Наличие непровара в соединении, если его объем составляет от 15% и более толщины стенки металла.
Важно: исправлять дефекты в сварки труб можно только в том случае, если при диаметре трубы до 100 мм площадь трещины (дефекта) составляет до 20 мм, либо при сечении магистрали больше 100 мм площадь дефекта до 50 мм. В остальных случаях соединение должно быть удалено, а стык заваривается по новой.
- Пневматические и гидравлические испытания.
Важно: в некоторых случаях (в зависимости от назначения трубопровода) сварка труб может проверяться на коррозийность.