Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.
Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.
Условные обозначения соединений
В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:
- стыковые, обозначаются литерой С
- угловые, литерой У
- нахлесточные, обозначаются литерой Н.
Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:
- вида сварного шва;
- числа сторон проварки;
- конфигурации подкладки;
- ее съемности;
- без скоса, со скосом одной или двух кромок;
- формы сечения кромок
- формы сечения шовного материала
- способа сварки;
- толщины стенок;
- диаметра трубы.
Пример обозначения типа С13.
В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.
Основные виды соединений
Способы стыковки труб можно разделить на две категории.
- Разъемные – когда стык фиксируется с помощью резьбы, раструба или специального фитинга (соединителя труб), который при необходимости можно снимать для размыкания трубопровода, его ремонта или замены участка трубы.
- Неразъемные – с постоянной фиксацией стыка, для размыкания которого потребуется разрезать трубу.
В бытовых системах чаще применяются разъемные соединения. Они удобны, практичны, позволяют самостоятельно осуществлять монтаж трубопроводов без сложного оборудования и ремонтировать его. Для таких соединений существует ограничение по диаметру трубы:
- 315 мм для гибких труб;
- 600 мм для жестких труб.
Для перекачки газа, химически агрессивных сред, а также при прокладке длинных магистралей предпочтение отдается неразъемным соединениям.
Монтаж распределительной системы газопровода Источник pravdaurfo.ru
Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва
Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:
- s: толщина заготовки;
- b: расстояние между кромками заготовок;
- e: ширина шва;
- g: его выпуклость;
- а –общая толщина шва;
- с -притупление кромки;
- В –глубина нахлеста;
- K — катет углового шва;
- Dn – общий диаметр трубы;
- f – размер фланцевой фаски.
Для ряда швов актуальными являются только часть указанных параметров. Значения размеров приведены в стандарте в зависимости от метода трубной сварки, регламентируемой ГОСТ.
Видео описание
Процесс сварки труб электродами описан и показан в видео:
Полимерные трубы сваривают специальным паяльником, с помощью которого пластик нагревается сразу по всей окружности трубы. После стыковки деталей расплавленный материал сцепляется и, остыв, образует надежное герметичное соединение.
Этот способ не предполагает сварку встык. Монтаж ведется с использованием муфт, уголков и других соединительных фитингов, внутренний диаметр которых совпадает с наружным диаметром труб. Таким образом монтируют большинство систем холодного и горячего водоснабжения, а также отопления в частных домах и квартирах.
Типы сварных швов
Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53
Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.
В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.
Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.
Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56
Пример обозначения углового соединения типа У2.
Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4
Как соединить трубы из разных материалов?
В некоторых случаях требуется выполнение соединения неоднородных по материалу изделий. Для этих целей существуют специальные варианты.
Как соединить полипропиленовую (пластиковую) трубу с металлической?
Многие люди задаются вопросом: как соединить полипропиленовые трубы с металлическими? Для этого существует несколько популярных методов:
- резьба;
- фланцевое соединение труб.
В первом случае сцепление неоднородных по материалу труб осуществляется с использованием муфт. Один конец такой муфты оснащается резьбой, а другой имеет гладкую поверхность для стыковки с полипропиленом.
Фланцевый метод подразумевает использование фланцев. Такое соединение выполняется посредством шпилек и болтов.
Обратите внимание! Фланцы используются в конструкциях, которые часто разбираются в процессе эксплуатации.
Как соединить металлопластиковые трубы с металлическими?
Наиболее популярными вариантами в этом случае являются:
- пресс-фитинги;
- компрессионные фитинги.
В первом случае соединение между неоднородными по материалу трубами можно выполнить двумя способами:
- надвижной пресс-фитинг;
- обжимная муфта.
Важно помнить, что соединение металлопластиковых труб с металлическими и других неоднородных по материалу труб довольно ответственное мероприятие и должно проводиться специально обученными специалистами. Неправильный монтаж соединительного элемента приведёт к возникновению аварийной ситуации в трубопроводе.
Разделка труб под сварку
ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:
- стыковых;
- угловых;
- нахлесточных.
Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:
- механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
- химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
- разделка кромок.
Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.
Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.
Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45о.
Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.
Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.
Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.
Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.
До того, как начать монтаж, необходимо обработать кромки и околошовную зону на 20-30мм, очистив ее от механических загрязнений, следов коррозии и масложировых пятен.
Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:
- трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
- свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.
Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.
Особенности соединения профильных труб
Профильные трубы обладают хорошей прочностью и относительно небольшим весом, поэтому они часто используются для монтажа каркасных конструкций, а также в других строительных целях.
По форме профильные трубы могут быть:
- прямоугольные (наиболее распространённая форма);
- квадратные;
- овоидные (овальные);
- другие (более сложные формы).
Наиболее надежный способ создания конструкций из профильных труб — это крепление их при помощи сварки
Для соединения квадратных труб, как правило, используют электродуговую сварку. А также существуют специальные соединения, которые реализуются с помощью болтов и заклёпок. Стыковка квадратных и прямоугольных труб производится одними и теми же способами.
Кроме этого, к таким трубам можно стыковать различные детали. Такая стыковка проводится с использованием самонарезающих шурупов. Данные элементы не требуют выполнения предварительных отверстий.
Фаски под сварку
При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.
Основными параметрами фаски являются:
- Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
- Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
- Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
- Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.
Параметры фаски.
Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:
- использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
- сварка на флюсовой подушке;
- предварительное подваривание;
- выполнение замка.
Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.
При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:
- 3-25мм: одностороння фаска;
- 26-60мм: двухсторонняя;
Для угловых устанавливаются следующие границы:
- 3-20мм: одностороння;
- 21-50 мм: двухстороння.
Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:
- обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
- Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
- U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.
ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.
Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:
- 3-25мм: Х-образная или V–образная;
- 26-60мм- U–образная;
- более 60 мм- специальные формы.
Они представляют собой:
- уступы;
- сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.
Для разделки используются следующие способы:
- Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
- Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.
При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.
Видео описание
Один из способов сборки профильных труб на болтах показан в этом видео:
Когда от конструкции не требуется повышенная прочность, её собирают с помощью фитингов, сделанных из жесткого пластика. они бывают в виде муфт, тройников, уголков, крестовин, и вставляются в торцы труб в местах их сочленения.
Пластиковые соединители для профтрубы Источник odstroy.ru
Элементы краб-системы – это накладные металлические детали, которыми конструкция фиксируется с помощью болтовых соединений. Они также могут соединять трубы по длине, формировать ответвления, перекрестия под прямыми углами. Прочность такого соединения не уступает сварному.
Краб-система – тройник Источник stpulscen.ru
Приварка фланца к трубе
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.
