СПОСОБЫ И ТИПЫ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ

Прямолинейные участки труб соединяются между собой, с арматурой, технологическим оборудованием, контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики. Соединения бывают:

• неразъемные –сварка, пайка, склеивание;

• разъемные –фланцевые, муфтовые, штуцерные, дюритовые и др.

Неразъемные соединения используют на труднодоступных при ремонте участках трубопровода, или на участках, не требующих ремонта при нормальной эксплуатации системы. Для металлических труб основным неразъемным соединением следует считать сварное соединение, а для пластмассовых труб – сварное и клееное. Неразъемные соединения снижают вес системы и сокращают затраты на изготовление. К недостаткам таких соединений следует отнести трудность выполнения сварки и склеивания при монтаже, трудность ремонта и контроля качества соединений, а также то, что даже у хорошо сваренного стыкового шва коэффициент прочности составляет 0,6…0,7.

Разъемные соединения применяют в местах, где при эксплуатации системы и ее ремонте производят монтажно-демонтажные работы, так как эти соединения обеспечивают простоту разборки и сборки составляющих трубопровод элементов.

Сварные соединения стальных труб.

Процесс сварки основан на заполнении сварочного шва между свариваемыми тру­бами или их деталями металлом расплав­ляемого электрода или сварочной проволо­ки. В связи с тем, что расплавление метал­ла при сварке происходит только в самом шве, а весь остальной объем свариваемых изделий остается в твердом состоянии, тем­пературный режим свариваемых деталей по их длине (или объему) оказывается крайне неравномерным.

Наиболее распространенными при мон­таже и ремонте трубопрово­дов являются следующие способы сварки:

• ручная электродуговая сварка (плавящимся металлическим электродом);

• автоматическая сварка под слоем флюса;

• полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа;

• ручная аргонодуговая сварка;

• автоматическая и полуавтоматиче­ская аргонодуговая сварка;

• газовая сварка.

Электродуговая ручная сварка труб наиболее распространенный вид сварки. Число слоев и диаметры электродов выбирают в зависимости от толщины ме­тала. Сварка труб с толщиной стенок до 8 мм производится в один слой, а для труб с толщиной стенок от 8 мм и выше – в два-три слоя. Поверхность каж­дого слоя, кроме последнего, должна быть вогнутой и зачищенной от шлака. Последний слой дол­жен иметь выпуклую равномерную поверхность. По окончании сварки свар­щик обязан выбить около стыка (на расстоянии 30…50 мм у каждого сваренного стыка) присвоенное ему клеймо.

Автоматическая сварка под слоем флюса представ­ляет собой процесс, при котором сварочная дуга го­рит, окруженная жидкой оболочкой расплавленного шлака, изолирующего расплавленный металл от влия­ния газов атмосферы. Под воздействием высокой тем­пературы дуги происходит плавление как присадочно­го, так и основного металла трубы. При включении электрическо­го тока сварочной дуги в процессе охлаждения они разделяются на шлак, который всплывает и кристал­лизуется, образуя стекловидную шлаковую корку, и на металл, который, кристаллизуясь, образует сварочный шов. Автоматическая сварка ведется при непрерывном вращении трубы, над которой установлена неподвиж­но сварочная головка. Автоматическую сварку ведут в за­водских условиях на автосварочных установках.

Сварка труб в среде углекислого газа (газоэлектрическая) – способ, при котором электрическая дуга горит в струе уг­лекислого газа и защищает рас­плавленную ванну металла от воздействия кислорода и азота воздуха.

Ручная аргонодуговая сварка является дуговой сваркой, в которой защита зоны сварки производится с помощью инертного газа аргона. Ручная аргонодуговая сварка производиться неплавящимся вольфрамовым электродом. К сварочной горелке подаются сварочный ток и инертный газ, а вторая фаза сварочного тока «закорочивается» на трубопровод. Между электродом и свариваемой деталью горит дуга, проволока-присадка вручную подаётся в зону сварочной дуги.

Газовая сварка относится к сварке плавлением. Источником нагрева при газовой сварке служит пламя сварочной горелки, получаемое сжиганием горючего газа (ацетилена) в смеси с технически чистым кислородом. Газовую ручную сварку применяют для соединения тонкостенных (до 3,5 мм) стальных труб с условным проходом до 80 мм, где не может быть использована электродуговая сварка. Ограниченность применения газовой сварки объясняется тем, что механические свойства сварного шва при газовой сварке ниже, чем при электродуговой. При газовой сварке наплавленный металл сварного шва в исходном состоянии имеет меньшее удлинение и меньшую ударную вязкость, чем основной металл. Технология газовой сварки заключается в том, что кромки свариваемых деталей нагреваются газокислородным пламенем и расплавляются, зазор между ними заполняется металлом присадочной проволоки, вводимой в зону нагрева.

Сварные соединения (рис. 1) могут быть различных видов: стыковые, раструбные, в некоторых случаях угловые (приварка штуцеров, плоских фланцев). В зависимости от толщин стенок сва­риваемых труб и элементов трубопроводов, а также условного давления среды приме­няются различные формы разделки их кро­мок, которые определяются отраслевыми стандартами. В некоторых случаях сварка произво­дится при помощи подкладных колец, вво­димых внутрь трубы и предназначенных для предотвращения образования грата (застывших капель и нитей металла) внут­ри трубы.

Подкладные кольца приварива­ются к трубе и остаются в ней. В некото­рых случаях применяются так называемые инвентарные кольца, изготовляемые из непривариваемых к стали материалов (мед­ные и др.), которые после выполнения сварного шва удаляются.

Рис. 1. Виды неразъемных сварных соединений труб и деталей трубопроводов:

а – стыковое продольное с односторонним швом; б – стыковое продольное с двусторонним швом; в – стыковое поперечное с односторонним швом без скоса кромок; г – стыковое поперечное с односторонним швом со скосом кромок; д – стыковое поперечное с подкладным кольцом без расточки; е – стыковое поперечное с подкладным кольцом с внутренней расточкой; ж – стыковое контактное; з – угловое одностороннее без скоса кроток; и – угловое двустороннее без скоса кромок; к – угловое одностороннее со скосом кромок; л – раструбное (в стакан); м – раструбное с муфтой

Контроль качества сварных швов осуществляет строительно-мон­тажная организация в течение всего периода свароч­ных работ. Проверке подлежат: качество применяемых материалов, техническое состояние сварочного обору­дования и инструмента; квалификация свар­щиков; сварные швы. В сварных соединениях могут наблю­даться следующие дефекты: несплавление наплавленного и основного металлов, непровары в корне шва, раковины, шлаковые включения, трещины, подрезы и прожоги, несоответствие шва проектным требованиям.