Без надежной фиксации труб при стыковке невозможно получить надежное соединение даже, если сварочные работы проводятся рабочим высокого класса. На ручную установку и фиксацию в нужном положении уходит больше времени, чем на наложение шва. Поэтому при монтаже трубопроводов применяют центратор для сварки, который упрощает и сокращает сроки проведения работ.
Особенности и назначение
При вибрации и смещении незакрепленных труб во время соединения шов получается рыхлым, поэтому может треснуть даже при минимальной нагрузке. Поэтому применение центраторов для сварки труб, по которым перекачиваются агрессивные или опасные для здоровья людей вещества является обязательным. Работа с ними возможна при температуре от -45 до +45˚C. Точность совпадения осей при сборке труб под сварку уменьшает коэффициент сопротивления. Поэтому снижается мощность перекачивающих агрегатов.
Центраторы в зависимости от конструктивных особенностей применяют для стыковки диаметров от 25 до 2000 мм. Основой конструкции является тело, дополненное подставкой или крюком и набором зажимных элементов. Их количество можно менять в зависимости от диаметра соединяемых частей. Оборудование крепится на трубопровод с одной или обеих сторон стыка и стягивается натяжным механизмом, плотно соединяя торцы.
Эффективность центраторов и их виды
Функция центратора – обеспечить необходимое совпадание (не параллельность!) осей труб перед началом их сварки. Вследствие этого размеры свариваемой зоны получаются стабильными, поэтому процесс можно механизировать. Кроме того, с использованием центраторов исключаются перепады внутреннего диаметра в месте стыка. Следовательно, исчезают очаги возможной турбулентности потока рабочей среды при её перекачке по трубопроводу, а также снижается значение коэффициента сопротивления. В итоге удельная мощность насосного оборудования магистрального трубопровода также снижается.
К конструкции центраторов предъявляются следующие требования:
- Надёжность фиксации свариваемых участков между собой.
- Точность присоединения стыков.
- Удобство монтажа и демонтажа.
- Долговечность, причём независимо от условий их использования.
Классификация наиболее распространённых типов центраторов может быть произведена по следующим параметрам:
- По технологическому назначению. Выпускаются центраторы для внутреннего и внешнего диаметров труб;
- По конструктивному исполнению. Соединяемые участки трубопроводов могут быть прямыми, а могут располагаться и под некоторым углом друг к другу;
- По количеству точек фиксации. Для труб сравнительно небольших диаметров возможна односторонняя фиксация, в то время как трубы диаметром свыше 400…600 мм должны фиксироваться с обеих сторон;
Применение центраторов несколько увеличивает себестоимость сварочных работ, но это–единственный недостаток рассматриваемых приспособлений. Кроме того, вес большинства промышленных моделей центраторов может достигать сотен килограммов, поэтому их монтаж и эксплуатация требует применения грузоподъёмных устройств или механизмов.
Наружные центраторы для сварки труб
Их маркировка состоит из букв ЦН и числа, обозначающего максимально допустимый диаметр в мм. К распространенным типам относятся:
- Многозвенные центраторы справляются с диаметром до 2 м. Собраны из элементов, соединенных шарнирами. Звенья стягиваются вручную натяжным винтом или гидроцилиндром.Внутренние центраторы чаще используются для стыковки труб больших диаметров
- Арочные разновидности состоят из двух клемм с откидными элементами, которые во время работы накладываются друг на друга, а затем стягиваются ручным или гидравлическим механизмом. Рассчитаны для работы с трубами диаметром до 0,9 м. Они более долговечны, чем предыдущий вариант, так как нет шарниров, пальцы которых быстро изнашиваются. Число арок выбирается в зависимости от диаметра труб.
- Цепные разновидности быстро приводятся в рабочее положение, поэтому применяются для прокладки новых и ремонта аварийных трубопроводов диаметром до 1,4 м. Однако натягивать цепь можно только вручную.
- Эксцентриковые устройства похожи на арочные, но клеммы стягиваются эксцентриковым зажимом. При работе, от работника требуется высокое мастерство, так как неправильно зафиксированный эксцентрик может отсоединиться во время сварки. К недостаткам относится быстрый износ, из-за чего ослабляется усилие прижима. Сфера применения ограничена диаметрами 0,4 — 0,5 м.
- Центраторами струбцинного типа стыкуются трубопроводы бытового назначения с небольшим диаметром. Из достоинств отмечается компактность, прижим ручной рычажным механизмом. Форма струбцин бывает прямоугольной или дугообразной.
- Пружинные типы незаменимы для стыковки обсадных труб под землей, когда бурят скважины. Бытовой вариант применяется для прокладки металлических, полимерных трубопроводов и с ППУ.
Применение
Центраторы имеют обширную сферу применения. Это обусловлено тем, что они рассчитаны на сварку труб различных типов и диаметров. Ввиду этого их применяют при сборке трубопроводов в коммунальной и нефтегазодобывающей сферах. Центраторы служат для фиксации смежных фрагментов трубопровода при сварке.
Актуальность данных инструментов определяется большой сложностью совмещения соединения фрагментов магистральных трубопроводов путем сварки, особенно большого диаметра. Это обусловлено провисанием ввиду малой жесткости соединяемых фрагментов. Этого необходимо избежать, обеспечив соосность. В противном случае значительно снизится качество соединения. Причем нужно учитывать, что соосность далеко не всегда означает параллельность.
Фиксация фрагментов обеспечивает стабильные размеры зоны сварки. К тому же, если используется центратор для сварки, с внутренней стороны стыка не формируются перепады, вызывающие турбулентность потока и повышающие сопротивление при эксплуатации трубопровода. То есть названные дефекты ухудшают гидравлические параметры, вследствие чего требуется более мощное насосное оборудование.
Точное позиционирование обеспечивает одинаковую ширину сварочного шва по окружности в отсутствии подрезов, непроваров, наплывов, что повышает прочность. К тому же благодаря этому допустимо применение механизированной сварки.
Внутренние центраторы для сварки труб
Гидравлический привод этого оборудования обеспечивает внутреннее центрование труб и устраняет прогибы. Они могут появиться под действием собственного веса или от подвижек почвы. Регулировка скорости движения и усилия прижатия зажимов осуществляется с помощью двигателя постоянного тока, установленного на гидроприводе. На трубопроводах с диаметром до 0,3 м возможно применение ручного привода.
При стыковке внутренним центратором его вставляют внутрь трубы, а вторую с помощью грузоподъемного механизма надвигают. Гидроприводом производится прижатие торцов, стык проваривается. Для предотвращения сильного нагрева труб во время наложения шва используется вентилятор. Оборудование извлекается специальной штангой, затем вставляется в следующий стык. Перемещения производятся до окончания монтажа трубопровода.
Внутренние центраторы чаще используются для стыковки труб больших диаметров
Модели и цены
Все имеющиеся на рынке инструмента и приспособлений центрирующие устройства делятся по признаку цены на две группы:
- Отечественного производства. Их отличает довольно умеренная цена и легкость ремонта.
- Иностранного производства. Отличаются большим удобством использования, эргономикой, но имеют существенный недостаток — высокая цена. Среди производителей стоит выделить ЕС и США — их оборудование стабильно качественное, но и стабильно дорогое. Несколько ниже цена у изделий, выпускаемых в странах Азии (за исключением Японии — стоимость их продукции может превышать цену изделий ЕС), но нет гарантии качества. Оно может сильно разниться у одного и того же производителя даже в рамках одной партии.
Цена на наружное центрирующее устройство колеблется около 3-5 тысяч рублей за штуку (с ручным приводом), если центратор наружный для труб оснащается гидроприводом и часто электронасосом к нему — цена возрастает в 6-10 раз и составляет около 100-150 тысяч.
Стоимость внутренних центрирующих устройств независимо от производителя не опускается ниже 250-300 тысяч. Наличие в их конструкции гидравлики увеличивает стоимость на 35-40%.
При покупке такого оборудования как центрирующее устройство нужно ориентироваться не столько на цену, сколько на экспертное мнение об эффективности конкретного приспособления. Поскольку цена часто высока исключительно за счет рекламируемости бренда, а не его потребительских качеств
Выбор подходящего центратора
Чтобы не ошибиться с выбором, нужно учитывать рекомендации специалистов:
- Для работы с трубами ППУ большого размера внутренние центраторы вне конкуренции.
- При диаметре труб превышающем 0,8 м стыковку рекомендуется производить жесткими арочными или многозвенными устройствами наружной установки. При меньших размерах достаточное усилие прижима обеспечат эксцентриковые варианты.
- Если давление перекачиваемого вещества превышает 5 атм, выбирается центратор с гидравлическим зажимом.
- При повышенных требованиях к качеству сварного соединения (например, эллипсности) выбирается цепной центратор.
- По универсальности первое место занимают приспособления цепного типа.
Приобретение центратора необходимо, если приходится часто заниматься прокладкой или ремонтом трубопроводов. Высокая стоимость дополнительного оборудования многократно окупится за счет снижения расходов на ремонт и увеличения срока службы коммуникаций водо и теплоснабжения. Особенно если они проложены под землей.
Достоинства и недостатки
К основным достоинствам центраторов относят:
- повышение качества сварки за счет точного расположения и фиксации, что обеспечивает длительный эксплуатационный срок;
- снижение трудозатрат;
- мобильность;
- невысокую стоимость;
- многофункциональность, состоящую в применимости для труб разных видов и размеров.
Основным недостатком центраторов считают некоторое повышение стоимости работ. К тому же многие промышленные модели характеризуются большой массой (до сотен кг). Поэтому для их применения требуются грузоподъемные устройства. Это также усложняет и удорожает работы.
Также можно сопоставить наружный и внутренний виды.
Инструменты первого типа характеризуются следующими достоинствами:
- небольшими габаритами и массой для большинства моделей;
- простотой использования;
- возможностью применения при любых условиях.
Основной недостаток состоит в отрывочном ведении работ, обусловленном необходимостью постоянного передвижения инструмента.
Основное достоинство внутренних центраторов состоит в обеспечении непрерывной сварки. Однако это большие и тяжелые инструменты сложной конструкции, требующие применения подъемного оборудования.
Приспособления для установки и крепежа
Такую работу как сварка профильных труб,большинству из нас приходиться делать очень часто. Поэтому для данного процесса разработали большое количество разных приспособлений.
Центраторы. Благодаря им сохраняется соосность свариваемых частей, а так же происходит совмещение кромок на торцах. Они разделяются на внутренние и наружные.
Наружные механизмы применяются на много чаще. Этот механизм составляют несколько звеньев, скрепленных шарнирным способом. Между собою они создают замкнутый контур.
Кроме этого, соосность заготовок неплохо обеспечивают самодельные конструкции, которые делают из уголка и наваренных на него струбцин.
Механизмы с магнитами
Угольники на магнитах. Эти приспособления для сварочных работ применяют очень широко, и они бывают разнообразной формы. Они соединяют в нужном расположении листовые заготовки, рамного вида сооружения и так далее.
Такие приспособления используют не только в форме угольника, но и другого типа. Сила магнита в них позволяет прочно установить часть профильной конструкции в необходимом расположении, и в процессе сварки детали сохраняют неподвижное состояние.
Сварочные приспособления своими руками: струбцина
Сварочные приспособления своими руками изготовить не трудно. Многие мастера для работ предпочитают устройства, изготовленные своими руками, так как магазинные варианты не являются достаточно надежными.
- Лист из стали толщиною от 9 до 11 мм.
- Три гайки.
- Шайбу. Она нужна с большим диаметром.
- Трубопрокатную заготовку с наружной резьбой соответствующей резьбе на гайке.
Процесс изготовления своими руками
Из стального листа вырезают три полосы шириною 4 см, и длиною 50 см, 25 см и 10 см. Затем подготавливают еще две прямоугольные пластины для крепежа подвижного элемента и для обеспечения упора в статичной части устройства.
Видео: делаем своими руками фильм 1
После этого к основанию струбцины приваривают вспомогатель. Все это вместе создает Г-образную форму. К меньшей стороне конструкции приваривают второй лист прямоугольной формы. Шайбы тоже сваривают вместе.
Гайки укладывают “на ребро” к подвижной детали, таким способом, чтобы выкручиваемый стержень находился параллельно по отношению к основе струбцины.
Видео: делаем своими руками фильм 2
Сварку выполняют по внешней стороне первого прямоугольного листа. К его внутренним краям присоединяют подвижное устройство. В завершении на край стержня приваривают шайбы, их располагают плашмя.
Видео: делаем своими руками фильм 3
Права и обязанности сторон
6.1. Пользователь вправе:
6.1.1. Принимать свободное решение о предоставлении своих персональных данных, необходимых для использования сайта rucentrator.ru, и давать согласие на их обработку.
6.1.2. Обновить, дополнить предоставленную информацию о персональных данных в случае изменения данной информации.
6.1.3. Пользователь имеет право на получение у Администрации информации, касающейся обработки его персональных данных, если такое право не ограничено в соответствии с федеральными законами. Пользователь вправе требовать от Администрации уточнения его персональных данных, их блокирования или уничтожения в случае, если персональные данные являются неполными, устаревшими, неточными, незаконно полученными или не являются необходимыми для заявленной цели обработки, а также принимать предусмотренные законом меры по защите своих прав.
6.2. Администрация обязана:
6.2.1. Использовать полученную информацию исключительно для целей, указанных в п. 4 настоящей Политики конфиденциальности.
6.2.2. Обеспечить хранение конфиденциальной информации в тайне, не разглашать без предварительного письменного разрешения Пользователя, а также не осуществлять продажу, обмен, опубликование, либо разглашение иными возможными способами переданных персональных данных Пользователя, за исключением п.п. 5.2 и 5.3. настоящей Политики Конфиденциальности.
6.2.3
Принимать меры предосторожности для защиты конфиденциальности персональных данных Пользователя согласно порядку, обычно используемого для защиты такого рода информации в существующем деловом обороте
6.2.4. Осуществить блокирование персональных данных, относящихся к соответствующему Пользователю, с момента обращения или запроса Пользователя, или его законного представителя либо уполномоченного органа по защите прав субъектов персональных данных на период проверки, в случае выявления недостоверных персональных данных или неправомерных действий.
ВОПРОСЫ ПО ПОДБОРУ ЦЕНТРАТОРА
1. Диаметры труб?
2. Толщина стенки трубы?
3. Марка стали с коэфф. прочности (Мпа)?
4. Технология сварки (ручная электродуговая, орбитальная сварка, др.)?
5. Необходимо использовать один центратор для всего диапазона диаметров труб или отдельный центратор на каждый диаметр?
6. Необходимый тип центратора: наружный центратор ( цепной, винтовой, струбцинный, эксцентриковый. ), внутренний центратор ( ручной, пневматический, гидравлический)
7. Необходимость исправлять эллипсность стыков труб перед сваркой, виды деформации края трубы (эллипсность, вмятины)?
Читать также: Вводный курс по аргонодуговой сварке
8. Необходимость сваривать трубы с отводами (Т-образными, Г-образными) ?
9. Прочие условия эксплуатации (температура, осадки.)?
Прочие виды
Наряду с самым популярным и широко применяемым оборудованием существуют менее распространенные и специфичные устройства:
- арочные;
- центратор-струбцина для труб;
- пружинные, которые служат для использования с обсадными трубами в скважинах;
- механизмы для полипропиленовых изделий.
Струбционный центратор применяется для работы с небольшими трубами. Это самая популярная разновидность, подходящая для бытовых целей. Данные приспособления доступные по стоимости, имеют компактные размеры. Клещевой центратор для труб проще использовать. Струбцина может быть прямоугольной (в форме трапеции) или круглой. Нижний элемент чаще всего плоский.
